改进的照明装置的制作方法

专利名称：改进的照明装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及长寿高效、成本有效的光源的灵活控制、调整外壳、制 造和生产，该光源能够向期望的区域或期望方向有效地输送光线，同时具 有紧凑灵活的形式，对亮度具有完全的单独控制的功能，不受电源电压变 化的影响，同时保持与所有已存在的布线方式及已存在的手动或自动调光 控制器的兼容。
背景技术：
当前对所有电器的要求的关键是易用、节能及灵活控制的特征。多 种供电电压和频率在世界各地使用，许多对电器功率的调整和控制策略已 经开发出来。
期望拥有这种电器，即其提供易用性、对功率需求来说经济并且灵 活、与许多现有的控制策略和方法兼容，此外还提供对功率的有效使用， 从而减少总体的能量需求。
此外，随着对电力供应网络需求的增长，供电调整由于短期功率下 降、尖峰及浪涌而趋于恶化。
对于电器来说，具有 一种用于电力线调节或控制的通用方法是有用 的，该方法能最小化或消除短期功率下降和浪涌带来的影响，还和现有的 布线和电源电压控制设备兼容。
在本发明处理的照明电器的领域中尤其如此。对照明来说，短期浪 涌和下降作为闪烁是立即可见的。这里，本发明的目的是提供一种通用的 装置，其减少这种恼人的闪烁，还保持与现有的照明控制器和调光器的兼 容。理想的说，这种设备将是成本有效的同时保持能量效率，并且还能进 一步提供调整单独的光源和灯泡的能力。
8在世界的每一个城市，照明给世界的电网带来了很大的总负荷。期 望降低相关的能量损耗。这可以通过开发提高光线传播效率和有效性的新 的光源来实现。理想的，这应当以一种成本有效的方式来进行，其中部分 涉及用于日常运作的能量效率和有效性，并且其中部分涉及每个光源提供 的使用寿命的长度。期望提高灯的效率，并因而显著降低工作温度，从而 减少任何潜在的火灾，并实现新的应用、新的成本有效的材料及构造方法。
最早的电力驱动的光源是低压放电管和加热丝灯。其中，加热丝灯 泡或白炽灯泡被最广泛地使用，这是因为其便宜、简单的结构。
对于白炽灯来说，可见光辐射的发出是通过电流将灯丝加热到灯丝 发热并发出光线的温度而产生。这是在具有很大程度上透明的壁的腔中进 行的，该腔被设计、构造及填充使得避免灯丝在被加热的时候老化，整个
设备被称为灯泡(lightglobe)。白炽灯由于灯丝易损坏的性质、低效率
以及过多的热量输出而使用寿命有限。
这些灯泡的一个优点是通过控制加热电流来对灯泡进行调光，不过 灯光变暗淡的时候发光效率大大降低，发出的光线的颜色发生变化，色调 变得更黄到红色，最终停止可见光辐射，尽管此时仍使用大量的功率。总 的来说，对于可见光发出，灯丝灯泡的效率低下。
光输出频谱在红外光镨中很强，但是在可见光谱中被限制到较长的 波长，例如使发出的光表现出 一种与太阳光光谱不一致的黄色特征。
^i丁丝变得更耐用的任何尝试都导致增加的热质量，从而需要能量 增加，来将灯丝加热到适当的高温。使灯丝更热的任何尝试都导致使用寿 命的缩短，或者由于灯丝材料的蒸发和冷凝而造成的容纳灯丝的外壳变 黑。结果是,这些灯泡作为发光体成为有限的寿命有限和差的效率的折中。
石英卣素白炽灯被开发出用来克服简单的白炽灯泡的 一些不足之 处。通过使透明腔更小更接近于被加热的灯丝，来使透明腔的表面温度增 加，且灯泡内被填充一种适当的材料，这结合起来使任何从灯丝挥发的灯 丝材料能从灯泡表面移除。这意味着灯丝能在更高的温度下工作，从而改 善发出的色谱。这种技术被称为石英卣素或石英碘，其中石英指所使用的玻璃的高温性质，并且碘或卣素指被包含在外壳内以防止玻璃涂敷和变暗 的材料。
石英卣素灯与简单的灯丝灯泡相比，仅在高亮度工作的情况下效率 稍高一点。他们具有非常高的热量输出，高的玻璃表面温度，并且在暗淡
时引起色差(colour shift)。灯丝灯和石英卣素灯都由小的明亮灯丝提供
非常强的光源，导致晃眼和用户疲劳的几率很高。这些光源由于他们廉价
的大规模生产而变得普及，并且相对于便宜的购买价格，没有考虑与制造 和操作相关的总体的金钱和能源成本。
放电管光源可以追溯到灯丝灯泡的开发时间之前。放电管光源最初 在透明管内使用低压气体，这些气体在低电流情况下被通高电压时发出彩 色的光。这些基本的管灯至今仍在使用，并且更加常见的被称为霓虹灯， 尽管使用许多其他气体和气体的混合。
这些辉光放电管需要一定复杂度的电气控制电路，并且输出有限的 并且色彩淡的光线，但是不需要白炽光源的灯丝加热器，因此相对耐用并 能可靠地反复进行开关。
有些材料在被紫外线照射的时候会发出荧光的这一发现为最近的荧 光灯提供了基础。
荧光灯克服了白炽灯的一些不足之处，对颜色色调具有更加灵活的 控制、效率更高，热量输出更少及晃眼程度降低，但是为了使这些灯管在 普通可获得的电压下运行，其每一端都必须包含灯丝加热器。这些加热器 将使得在所含气体内发生电弧放电。
现代荧光灯体积相当大，但是能提供高效率、提高的寿命和相对温 度低的运行。焚光灯使用一系列镇流器实现对放电电流的简单控制，但是 需要初始地加热灯丝的启动器电路。
焚光灯也被紧凑成灯泡大小的结构，但是保留较大灯泡的特征，包 括需要加热电流的灯丝。这意味着当灯丝挥发时，灯管会随着时间变黑，
效率会因为需要加热灯丝而受到限制，光源最终的紧凑性会因为在灯管的每一端都需要两条电线和一个灯丝而受到限制。还需要一个电子镇流器和 一个启动器电路，以及需要让灯泡和控制器的组合的热量散发出去，从而 避免过度升温，因为过度升温可能影响运行所必需的封闭电子器件的可靠 性。
关于这些灯泡的进一步的重大问题是当和调光器一起使用的时候维 持运行的难度。许多这些紧凑型荧光灯由于控制电路不能保持有效的灯丝 加热从而无法进行调光。对这些灯进行调光的尝试导致灯管的过度发黑以 及缩短的使用寿命。
冷阴才及荧光灯(Cold Cathode Fluorescent Lights, CCFL )是一种结合 了霓虹技术和荧光技术的优点的辉光放电光源。由于需要复杂的控制电 路，特别是需要宽工作电压范围的闪烁自由调光，CCFL直到最近才被广 泛使用。
CCFL光源没有任何加热的灯丝，因此理论上比紧凑型荧光灯温度更 低、更有效率地工作。同时消除了灯丝挥发变黑。这意味着这种灯泡和相 关的电子器件具有更长的使用寿命。
由于在灯管的每一端不再需要灯丝和双电线，因此这种灯也能被做 得更加紧凑。
发光二极管(LED)是一种更新的光源。LED是固态发射器，因此 耐用。最高效的设备往往被限制成使用蓝色和黄色的两种颜色的混合来近 似白光，因此，得到的颜色范围有限，但是最近的设备连同紫外线固态二 极管发射器一起使用磷光物质，因此现在可以得到更宽范围的颜色。这些 设备通过控制运行电流很容易进行调光，但是需要严格调节最大电流来避 免故障，他们具有有限的光输出，价格昂贵，需要散热来避免过度升温， 而且在某些应用下是导致强光照射的小的强光源。尽管发光二极管潜在地 具有很长的寿命，但是更高输出的需求抬高了工作电流和温度，并缩短设 备寿命。
所需要的是一种寿命长、耐用、低功率、成本有效、低温运行、不 闪烁及可调的光源，同时在较佳方向上具有尽可能最高的光传输效率、体积紧凑且耀眼因素最小化。这种灯在制造时控制光输出的色谱，且不会随 着时间或在调光的时候变换光谱。这种光源不应随电力网供电的短期变化 而发生闪烁，但是要保持与现有的布线和调光器的兼容。它应该制造成本 低，服务寿命长，与现有的布线兼容且容易安装。
理想的，这种光源提供受控的开启、关闭及规律的、不受源电压和 频率的短期变化影响的光输出。
许多正在使用的照明装置需要高温装配，因此没有考虑到将这些照 明装置紧密安装在橱拒、墙壁或天花板的现有的结构中。当不恰当才喿作时， 可能会引发火灾。所需要的是一种适合这种安装的低升温光源。 一种使光 源成为所需要那样但仍保持密封的齐平安装或瞄准式或万向节安装的工 具是期望的。如果这样一个设备能够被构造成使任何一种安装布置对于一 个设备都是可能的，那么这也将是期望的。
通常需要提供一种把装置安装在、进入或穿过一个表面的工具，其 中在任何时候都要求安装的速度和完整性、应对振动和碰撞的牢固夹紧的 能力、移动或移除及修补孔的能力。使用的实例包括期望进入一个壁腔来 布线或安装照明装置或遮盖一个先前进入或安装时留下的孔。
这样的边界可以是墙壁、天花板、地板、面板、标牌、隔板、储藏 拒、围栏或具有至少一个适当边界表面的其他结构。
许多设备已经被提出以实现这样的一些方面，但是大部分需要精确 大小的孔或是被设计成适合某种材料厚度或材料厚度范围。一些设计使用 弹簧和杠杆，但是这些通常需要高的最终轮廓，造成了高的制造成本，这 是由于他们提供一种最终被普遍缺乏牢固钳位的弹簧张力所限制的安装 力。有些设计提供潜在地提供安装牢固性的弹簧夹，但是没有被设计成在 安装孔被不精确地切割时牢固地夹在薄的表面上。这些设计的实例也通常 由多个部分组装而成，这意味着增加的制造成本，并通常具有造成割伤和 腐蚀的危险的锋利的金属部分。
理想地，所需要的是这样一种安装工具，其适合很大范围的安装表 面厚度，可能包括在不需要达到远侧时在材料上安装。对切割的孔的精确性要求很低，只要这个孔的边界被覆盖并由此被安装布置隐匿，具有最少 的部件，制造成本有效，使用最少的材料，不会造成割伤或腐蚀的危险， 简单、快速、牢固、可调节、可重定位和可移除即可。这样，这种装置可 以为其他装置或设备的连接构成基础。
本发明还提供牢固安装的创新方面，以及可靠的电气连接和用来控 制电器(如一盏灯)的集成的电子工具。
悬针(overhanging pin)结构用于电子连接器已经有一段时间。当被 正确插入，这些结构提供对电器的内部保持，相对于其他方法提供一定程 度的安全性，所述其他方法包括卡口和螺丝钉类型设计的方法，这是由于 没有暴露的电气部件，并使用固有的自我清洗或滑动接触(wiping action)。 悬针连接器的实例包括用于荧光灯管和更近的例如欧洲GU10, GZ10插 头/插座规格的启动器装置。由如GUIO， GZ10的标准所提供的悬针设计 的更进一步的优势是针间隔能够被精确地界定，因此针对使用该设计的给 定尺寸的装置，可以被做成具有良好的间隙。这意味着包括电力网额定电 压的高电压可以通过相对紧凑的结构实现。
迄今为止，使用悬针结构如GU10, GZ10的电器往往是在高温下运行 的设备，如中等功率至高功率卣素灯。这意味着其伴随插座有必要被制成 耐高温的，通常由陶瓷材料制造。
高效节能电器的出现已经减少了浪费的热量，因此潜在降低了的电 器温度及对插头和插座的高温要求。高效照明装置是一个例子，其中由于 目前的灯泡电器都是具有较低额定值的低功率紧凑型，汲取的功率远远少 于之前的光源，并且此外因效率产生的废热少，因此其升温被最小化。理
一旦不再要求高温性能，新型材料可以用来制造电器特别是任何相 关的悬针插座。
对于本发明的电子集成方面，要求对电器的电子控制的引入包含电 器和外部控制器中的额外功能。在电器或实际使用位置上使用独立的控制 器设备迄今为止并未普及，因为充分利用电子功能中的进步同时控制成本及提供更好的可靠性的工具仍是不可得到的。这尤其适用于用于电器(包 括光源)的插座的设计和制造。
所需要的利用悬针式连接器的安全并紧凑的优点，特别针对高效低 温应用的改进的插座发明。
这方面的发明应该体积小、制造成本有效、为悬针式电器提供快速、 牢固、可靠的连接，并在每个使用位置都能实现直接的电子集成。这样一 种发明应当具有改进的紧凑性，消除对独立的小部件和用于插座的拖拽电 线的需求，并实现附加特征，如以成本有效的方式进行电子控制集成。本 发明处理装置的新颖性和创造性方面的所有这些要求，插座的电气、机械 和组合的机电方面的制造方法，包括连接手段和确保可靠连接的手段，以 及电子器件集成的手段。
在先前的技术中，许多悬针式插座的设计存在于这种技术中。这些
i殳计中的一些也解决安装和支撑方面。Murjahn等在PCT/DE2001/003819 中公开了一种用于具有悬针的基本类型的GU10或GZ10的高压卤素灯 的灯支撑设备。
本发明创新的集成电路板和连接器方面能与目前广泛的技术同时使 用，包括较早的基于白炽灯丝的光源以及更近的包含灯丝加热器的紧凑型 荧光灯(Compact Fluorescent Light, CFL)，但是特别适合新型高效长寿命 的照明设备，如CCFL和发光二极管或LED。
紧凑型荧光灯可能弯曲和紧凑的程度基本上被可实现的最小管径所 限制，这反过来受到在灯管的每一端都需要两个连接和灯丝的限制。CCFL 光源克服了这些限制。通过去除灯丝，灯管的直径可以被做得更小。
本发明创新的倒相管(inverted tube )配置及反射器设计克服了发光 效率的限制，提高了管式或分布式光源的紧凑性，降低了总体光源的大小， 因此能够用于有利于宽范围的现有技术，包括霓虹技术和更近的包含灯丝 加热器的紧凑型荧光灯(CFL),但是特别适合新型高效长寿命的照明设备， 如冷阴极焚光灯(CCFL)光源。外壳(housing)的创新温度控制方面包括维持光发射器设备理想温 度的传导、对流(convention)和辐射方面，本发明的电子产品可用于宽 范围的现有技术，如包含灯丝加热器的紧凑型荧光灯(CFL)和发光二极管 或LED，但是特别适合新型高效长寿命的照明设备，如冷阴极荧光灯或 CCFL,同时，甚至可用于存在最佳工作温度的技术。
考虑到当前的CFL照明技术，有一些限制其最终性能的其他问题。 CFL需要一个更复杂的控制电路来为灯丝提供功率并调节通过通常较短 灯管的等离子体电流。这个必要的电路已经被最小化并通常安装在CFL 的基板内部。在这个位置，来自灯管功率耗散的均热提高了整个电路的工 作温度。因此CFL的常见故障模式就是控制电子元件的过热在开启应力 下导致故障，远远早于由于加热器的热辐射损失造成的灯管发黑或间歇性 电弧。
灯管的启动或电弧周期还要求加热灯丝，这需要一定时间并要消耗 能量。结果使CFL不适合需要频繁的开关周期的应用。
使用灯丝和CFL在需要调光的时候也会引起问题。即使灯管在较低 的光输出下工作，灯丝仍需要被充分加热。这对CFL控制器来说是很难 或不可能实现的，因此会增加成本或限制他们的效用。
在光输出显著减少的情况下，灯管变黑的问题也在持续，从开始使 用直到使用寿命结束都在发生。
尽管与传统的荧光灯相比，生产CFL需要更少的原料，但是考虑到 有限的使用寿命和随之而来的更换要求时，其需求还是相当可观的。结果， 现今CFL的使用寿命通常少于4000小时。
冷阴极荧光灯是对标准照明设备和CFL照明设备的替换技术。CCFL 不应当与紧凑型荧光灯或CFL混淆。现在CFL普遍是指加热的灯丝或小 型化的荧光技术。相比之下，CCFL摒弃了对灯丝的需求，仅在灯管的每 一端需要单个电极和连接。
CCFL照明设备克服了以上确定的关于CFL的许多限制。由于不再需要灯丝，灯管的每一端不再需要两根电线，不再需要加
热的灯丝、也不需要供电电路及加热灯丝的功率。CCFL在每一端包含单
个电极。
CCFL淘汰了作为故障和发黑的来源的灯丝。CCFL更加适合于反复 的开关并具有明显更长的灯管寿命，并且不需要灯丝加热器而降低了电子 电路的复杂性及峰值启动能量的需求。作为结果，通常CCFL灯管的使用 寿命是20000小时的数量级。
CCFL技术的一个关键优势是由于不再需要双电线和灯丝，灯管直径 可被降低为远小于CFL。这意味着弯曲和紧凑变得更容易。更极端的紧 凑和更佳的形状结构变得可能，同时一般的制造成本也降低了 。
进一步，由于直径的减少，CCFL也使用较少的基础材料如玻璃、钨 丝及较少的总的管容纳物，如磷光物体的量及添加物(如惰性气体和汞) 的量。当这与CCFL的总体延长的寿命放在一块考虑时，其资源效率远远 高于CFL。 CCFL对开/关周期及调光没有基本的限制。
进一 步紧凑的可能的结果是每瓦功率的总的传送的光线输出将优于 需要对光源进行高度紧凑的CFL。
此外，取消灯丝加热的要求降低了对电子器件的峰值功率的需求， 意味着更高的基本电光转换效率是可能的。
尽管存在这些潜在的优势，使用CCFL替代CFL迄今为止尚未普及。 这可以解释为部分由于需要更复杂又更高效的控制电子器件，部分是由于 对最佳灯泡形状、反射器及其组合的设计投入的努力太少。
本发明通过考虑光源的优化设计及相关的外壳和反射器来实现最大 程度的紧凑，来为紧凑型荧光灯特别是管径为Tl或更小的CCFL解决改 进的光输出及因此效率的问题，还解决热管理所需的装置和方法。
本发明的控制器方面可用于宽范围的照明装置包括较早的基于白炽 灯丝的光源，但是特别适合新型高效长寿命的照明设备，如冷阴极荧光灯 或CCFL及发光二极管或LED。因此相对于目前可用的光源(包括CFL荧光灯)，本发明提供了有
效性和效率的显著的提高，表现在更长的寿命，降低的工作温度，更高的 效率，更好定向的光输出及完全可调的兼容性。本发明体积更小、寿命更 长的光源方面还提供对源材料的更有效率和有效的使用，并显著降低生
产、运行和处理方面的总成本。
先前技术教导一种弯曲或紧凑CCFL的工具，其通常描述一种横向 扭曲的或弹簧-线圈形状的或弹簧灯。2001年1月2日授权的美国专利号 6,779,910中承认与CFL相关的热问题并教导了将控制器电路的热敏部分 从灯产生的热量处移开。也描述了 一种提供光对称分布的具有特殊几何结 构的反射器。没有提供关于下述的教导为实现最佳效率的热量管理、最 佳灯管形状、定向和控制光的最佳反射器结构、灯管的均匀加热以避免过 热或过冷点、以及功率控制器的效率或有效性。
2001年1月2日授权的美国专利号6,168，299教导了通常作为弹簧线 圈灯为荧光灯产业所熟知的最短灯，同时描述了在一个创新、节能、向下 发光的照明器材中的通常为抛物面的反射器。没有教导在灯的整个寿命中 用于热管理或功率控制的最佳灯管或反射器的形状。双螺旋灯管的形状没 有被描述，并且没有提出对到弹簧线圈灯管的电气连接工具的权利要求。
在光导向或反射方法中，先前的技术通常考虑允许光通过边缘点亮 结构使用基于抛物面的反射器结构进行传播的光导管方法。2007年6月5 日授权的美国专利号7,226,195是代表性的，并教导了使用CCFL管用于 边缘点亮，其显示为具有至少两个CCFL线形管。
有些设计集中在实现光的定向性，有的关注于扩散光。2007年5月 授权的美国专利号7, 217,010中确定使用反射器装置用于扩散来自不同光 源的光，所述光源包括点状或线状的荧光灯管。该装置的目的仅仅是在一 个更大的角度范围内扩散或传播光，由此来降低亮度，并使用具有负焦距 的固定焦距结构来实现这一目的。Li皿描述的装置不试图在任何特定的 方向上聚集光线，因此不是为了用于分布在多于一个维度上的光源。该装 置还必然涉及侧屏幕的使用。
17本发明显示了灯和远离预期的最大光的预期方向凹进去的反射器的 一种新型、新颖的创新设计。本发明通过描述的实施方式所演示的发明来 具体说明适合大量生产的优化并折中的结构。
2007年10月30号授权的美国专利号7,288,895教导了使用本地已存 在的热源来加热CCFL灯管。没有提出对温度调节或热量降低的权利要 求。
美国专利号7,208,886教导了对最初的启动或开始放电电压的调整， 这是基于在启动或开始放电之前对直接环境温度的感测。同样没有提出对 说明在设定的临界温度之上进行操作的调节或温度感测方法的权利要求。 没有发现教导本发明原理的先前技术。
本发明创新的可逆转外壳及安装方面能够被用在广泛的现有照明技 术中，包括较早的基于白炽灯丝的光源及更近的包含灯丝加热器的紧凑型 焚光灯(CFL),但是特别适合新型高效长寿命的照明设备，如CCFL和 LED。

发明内容
在本发明的第一个方面，描述了一种控制器装置，其中，当使用可 变电压和频率的电源供电时，以至少两种独立的方法处理电源，该电源通
过可变相位开关控制、过零点开关控制、周期降低平均电压控制、均方根
的平均电压， 一种方法是在某种形式的控制下为负载提取并存储用于电流 供应的功率或能量，至少一种的其他方法为提取与被所述变化的调节方式 所影响的平均供电相关的信号，以用于提取和处理所述信息以被用作第一 种所述方法的控制方式的目的
本发明的另 一个方面包括预先设定到所述负载的电流或电压供应而 同时保持所述比例控制或其他控制行为的能力。
本发明的另 一个方面允许对所述被提取出的信号进行处理，并包括 调节电压或电流或功率，所述调节以下述方式实现在功率被施加、移除 或以其他方式被成比例地改变之后，响应于随电源传递的变化的调节的所述手段来随时间一致地变化，所述功率的调节被称为斜变上升、斜变下降 或平滑，这取决于变化的性质。
本发明的另 一个方面允许对所述被提耳又出的信号进行处理，并包括 响应于信号对电压或电流或功率的调节，根据到电源的连接或通过无线、 红外制导线或其他手段来得到、解码或以其他方式提取所述信号，所述功 率的调节独立于或结合用所述电源传递的手段，或响应于外部的或本地的 信号或外部的和本地的信号二者，这二者独立地或共同地起作用，所述对 功率的调节包括预设到所述负载的电流或电压的供给，同时保持所述比例 控制或其他控制行为的能力。
在本发明的另一个方面，所述控制器的效率通过控制并最小化从电 源到所述负载上的压降来保持，同时保持期望的控制行为，是一个独立的 设备或构建入源或负载或分布于同样的设备之间，并包括被构建入用于源 的插头或用于负载的插座或插头和插座二者。
其中本发明的多于一个的控制器方面被用来控制所述或每一个负 载，包括使用一种控制手段，其影响多于一个的负载和能量源，并且这些 能够串联或并联或以其他组合方式操作，并且一个或更多源和一个或更多 负载被适当的连接并可与一个或更多照明设备结合使用，这些照明设备包 含或关联于镇流器和控制电路，所述电路为所述负载。
本发明的所述照明装置方面在用于放电管技术(如霓虹CCFL)时，
有时被发明人称为受控的等离子或CP,以强调本发明的控制和调整方面， 并且也避免与CFL混淆。
本发明的另一个方面描述了一种装置，其是一种工具，将结构安装 在进入或穿过各种类型和厚度的边界表面的孔中，这是以可移除的和可维 修的方式实现。
本发明的另 一个方面描述了将一种通过孔将安装结构紧固和夹紧到 表面的工具，允许夹紧多于一个的表面部件或表层或层，或者在安装时或 是之后。本发明的另一个方面描述了一种牢固地安装或紧固到宽范围的表面 厚度的工具。
本发明的另一个方面描述了一种安装或固定或紧固到表面上的工 具，其中，该表面的远侧没有被达到或是不可达到的。
本发明的另一个方面描述了由一种共同的和连续材料来生产凸缘和
指状物(finger)的工具或方法，以节省成本并增加可靠性。
描述了 一种以牢固但是高效可移除和可替换的方式将插头、扣环、 插座或其他装置安装在边界上或穿过边界的工具。
此外， 一种与表面安装设备一起使用的新装置，所述表面安装设备 要求齐平安装或者瞄准的突出安装，其中，本发明的一个装置通过反转或 重新定向所述设备来实现两种布置。
本发明的另 一个方面描述了 一种与悬针式结构一起使用的电气设备 或插座，并提供整体的控制器电子器件，具有改进的安全性特征和降低的 成本，同时具有可靠的滑动接触和连接张力调整。整个发明被称作控制器 或控制器插座。
在该插座内设置紧凑、成本有效的集成的电子器件的能力意味着实 现对使用位置上的电器控制的各种方法，这是通过本发明的特征和成本有 效性实现的，包括手动和自动电压、电流、功率和功率因子控制、干扰抑 制，安全断开、定时操作和远程遥测应用。
在本发明的另 一个方面，插座结构被描述成还"l是供与平面或印刷电 路结构或其他结构紧密集成的额外电路，由此消除对独立绝缘引线的需求 并使总体结构紧凑。
在本发明的另一个方面，结合适当的张力结构提供插座结构，分离 电气连接方面并提供可靠的电接触。
在本发明的另 一个方面，当插入或移开电器或使用安装在该插座上 的电器时，没有可接触的带电部件。在本发明的另一个方面，通过综合布线由本发明将功率源提供给电 器，或者是直接或已经被任何存在的相关电子器件处理过。
在本发明的另一个方面，描述了带有集成的反射器的光源装置，该 反射器具有优选的光传送方向，该光源装置具有分布式的光源或发射器以 大致分布在三维空间中，大于发射器横截面的尺寸，其中，当从光发出或 传送的优选方向上的任何一点考虑时，源或发射器的所述成形实质上为通 常凹进的形状，所述分布式光源的形状使得从发射器表面上任一点辐射出 大致在优选方向上的光线，也在所述优选的方向上有传播通道，并且所述
何部件所遮挡，并可被选择性地描述为螺旋或螺旋段或锥形螺旋或锥形螺 旋段或凹形螺旋或锥形螺旋或具有单个、双个或多个螺旋构造或段的组合 螺旋形状。
在本发明的另一个方面，描述了一种反射器装置，其与通常凹进的 分布式光源结合使用， 一起充当定向辐射源并包括作为光源使用，所述反 射器具有单个或多个部件，并被制造成通过适当的构造、磨光、喷镀、化 学抛光汽相涂覆或其他制造具有很高的镜面反射率的反射器的手段而具 有通常呈现为朝向发射器的、高反射的表面光洁度，并且所述反射器通常 符合所述成形的发射器封装的轮廓。
在本发明的另 一个方面，反射器被定位在整体接近大致凹形的发射 器灯管的地方，包括在某些点接触所述灯管，从而提供灯管发射器本身的 近距离影像。
在本发明的另一个方面，描述了反射器光源装置，它是三维尺度上 的形状能实质上保持关于到所述发射器的期望的几何形状，同时持续地保 持与所述发射器表面的一定程度的接触或以相切方式保持在某些点上的 接触，因此允许通过传导和对流进行一定程度的热传递，不管热流被共形 导热材料增强与否。
在本发明的另一个方面，反射器和灯管的接近提供机械完整性，从 而提高总体灯的强度和对抗震动和摆动的能力。本发明的另 一个方面提供在进行调光时保持所需颜色的光源。
本发明的另 一个方面是允许用于光发射器的更薄的材料，具有制造 中涉及的更低热质量和更少材料，同时保持结构完整性，通过使用光发射 器和紧密相关的反射器的联合结构强度来保持坚固性和对由震动和摆动 引起的损害的抵抗。
本发明的另 一个方面将提供一种消除闪烁和其他不期望的光线变动 的光源，即使是在调光时也是如此。
在本发明的另一个方面，描述了与外壳结合使用的反射器光源装置， 该外壳具有在装置的总体物理尺寸约束条件下的最大的表面面积，还一起 描述了 一个多烟囱或管道结构，该结构被设计成允许与所述反射器的多个 触点，而不管热流是否被共形导电材料增强，由此来管理从所述反射器上 的热量提取并因此管理从所述发射器上的热量提取，部分通过传导、对流 和辐射热流手段，这样一来，协助保持所述发射器的最佳发光效率。
需要指出的是，在不背离本发明范围的条件下，反射器光源装置能
壳、电力控制器或光控制结构一起使用，其中包括镜头、光管和其他光定 向和反射器设备。 本发明提供延长的寿命、低温运行、提升的效率、降低的功耗、改 进的可靠性和寿命、紧凑封装中的期望方向上传送的更多的光输出，没有 短开关周期的约束，没有可调性限制并具有可利用的外部控制器兼容性， 这样实质上克服了先前紧凑型灯的限制，包括CFL和基于灯丝的技术。
本发明的其他目标、特征和优势将通过结合随附附图的对下列本发 明的优选实施方式的下述描述的考虑而变得明显。
附图描述


图1显示了本发明控制器部件的功能原理方块图，其中任意电压和 频率的输入电源1被施加到该控制器的输入。输入的电源选择性地包含与平均控制电压相关的信息并随即被传递到能量储存器2和脉沖宽度或平
均检测器电路部件4。调制器5接收来自检测器电路部件4的得到的平均 信号并将其与任何本地设定的水平输入9结合，然后将结果传递给调整器 6并接着传递给负载7。在输入8还提供任何所需的功率因子校正。需求 估计器3调节负载7和能量存储器2之间的压降范围，以^提供足够的空间 使电路的运行令人满意，同时通过不将过剩的电压用于需求而浪费过剩的 能量或功率。
图2显示了本发明优选实施方式的电路原理图，其为根据图1的本 发明的简单、低成本的形式，其中，电源在l处被输入，电路元件2提供 必要的相位或功率因子校正。在这个简单的优选实施方式中，输入功率随 即被转换为不平滑的直流并被传递给两个确定的电路模块，即能量储存器 3和平均水平^是取器4。输入的平均水平和任何本地控制也在这里结合。 得到的控制信号随即被传递给调整器6并因此传递给负载7，所述负载在 这种情况下适合于接收直流。根据图1还提供了需求估计，通过响应于输 入电压和频率来调整能量存储电容器的值，其在该实施方式中对于特定的 负载在最初构造时被设定，尽管如此，其他电路实施方式可以提供可变的 能量存储空间。
图3显示了灯的外壳的优选实施方式，允许使用一个外壳和安装装 置进行齐平安装或可调节的万向节安装。灯6被安装在具有齐平安装凸缘 2的球形结构1中，该球形结构具有适当直径的孔来将灯在一侧3大部分 安装在球形结构内，所述灯通过其他方式被固定在合适位置上。在这个优 选实施方式中，该球形结构1和齐平安装凸缘2具有相同的最大直径。安 装凸缘2还具有一个带有开放的内部部件5的壳体结构，允许被安装的结 构通过。
图4显示了球形安装结构的另一个视图和布置，其中全部光源或灯 泡6已经被重新定位到该球体的凸缘端，其中，孔3具有适当的直径来匹 配前面描述的凸缘开口 。具有和凸缘部件相同的赤道直径的球形结构部件 1将装配在常见的安装结构中。该部件在接下来的图5中被显示，在本图 中不再重复。图5显示了图3和4中所示的外壳结构的安装结构的优选实施方式，
其中，单个模制的部件1由适当的材料制成(包括塑料)，其具有足够的 结构强度和弹性弯曲能力，部件1具有至少两个作为整体一部分的可弯曲
的指状物7，为了清楚显示了其中一个。内部直径使得在齐平安装和万向 节安装的方向上有助于前面所描述的外壳结构的通过和支撑。所述指状物 7或每个指状物7具有连接区域4、允许装配到设计的最小直径的孔中的 高度低的弯曲区域、允许以相当于粗牙螺紋的形式锁定到或施压于所有形 式的安装表面和壳体的向上变细部分(rising taper section),同时也便于 移除或重定位。
图6显示了所述装置集成插座性质的优选实施方式，其中电路和插 座基板1将带来触电危险的所有导电部件限制在远离用户接触的区域。在 这个优选实施方式中，基板是本领域中的FR4型的印刷电路板，其具有 适当的切槽以使悬针结构(如本领域的GU 10 )能够穿透该基板达到组件 和导体面，在那里通过弹簧式接触组件部件3来进行连接，使用本领域的 印刷电路安装和连接技术来进行适当的安装和锚定，这些技术包括但不限 于通过孔和表面安装技术。同一基板也支撑其他组件的安装，包括所示意 性显示的各种线路4和连接配线5。基板安装结构利用了任何安装装置的 低工作温度所给予的材料选择上的成本优势。
图7显示了示出分布式光源正面碎见图的优选实施方式，如直径大约 为1/8英寸的Tl结构的CCFL灯管1,其像双螺旋那样缠绕。Tl灯管2 被构造成使得从优选方向看上去没有呈现出重叠或遮蔽，否则将在所述优 选方向上反射并降低光输出。CCFL管型所需的两个单端连接电极中的一 个也被显示为3。应当指出，该灯管是一个三维结构，通常远离优选方向 和图中的视图方向锥形凹进，灯管的外部或连接端比中心交叉部分更接近 所述优选方向，所述结构被描述远离光传送的优选方向凹进。螺旋结构在 远离光传送的优选方向的方向上也被必要地隔开，并且在该优选实施方式 中与轴线成30度的角度并是通常的线性圓锥形状。
图8显示了照明装置的优选实施方式，该照明装置具有通常远离优 选的光传送方向凹进的灯管结构，并显示了允许电气绝缘和对流、传导和辐射的热行为的外壳结构，其中一个高反射部件或反射器3被安放为紧密
靠近CCFL灯管1，所述装置具有到灯管的电气连接，该电气连接至少部 分地被外壳4的塑料材料绝缘，并穿透或以其他方式经过反射器结构3， 所述绝缘如2所显示。反射器或外壳或其二者还提供安装凸缘4，使得该 装置能够被固定在一个灯具外壳中，所述凸缘结构还允许透明的盖结构的 可选连接，在这个图中为清楚起见被移除了。图8还显示了用于成形的光 发射器的外壳的优选实施方式,相关的反射器5由塑料或其他可模制的材 料构造并通常具有薄的截面，截面具有多个烟囱结构6，每一个烟囱结构 在反射器结构的背面通常朝向优选照明方向的一端是敞开的，并且在通常 远离优选的光传送方向的一端是敞开的，因此使得空气能够通过所述或每 一个靠近反射器结构表面的烟囱结构。所述外壳还包括缺口、凹槽或沟槽 7,其部分地为所述烟自提供侧壁，并部分地提供通常符合反射器表面的 结构完整性。
凹槽结构结合烟囱结构提供了增加的表面面积，以促进运行过程中 热远离装置的辐射和对流。
所述外壳5的尾部形成到通常独立的连接器部件的连接，这也为灯 管的镇流器和电气电路提供外壳，灯管的尾部和反射器外壳形成到镇流器 和电气电路外壳部件8的末端的密封，同时所述烟囱结构的端部对通过所 述外壳5的气流是敞开的。在优选的实施方式中，反射器3由高反射的抛 光金属制成，相对于从该结构流走的热量其提供贯穿其结构的良好的导热 性能，因此有助于最小化贯穿反射器的热梯度，并从而最小化与反射器密 切关联的整个发射管1的热梯度。本优选实施方式还选择性地提供发射管 和反射器之间的改进的热接触，可选择通过省掉使用共形传导材料(如硅 树脂RTV粘合剂)来实现，这还提供一定程度的结构完整性。在所显示 的优选实施方式中，反射器结构通过夹住搡作而被保持在适当位置，该夹 住操作通过穿透被固定在电气连接2的绝缘突起上的反射器结构来实现， 其中之一被显示。
图9显示了为进行万向节或球形安装布置1而倒置的组合装置的优 选实施方式的总的视图，示出了可逆转球架(ball mount) 2,连接工具3，在合适位置带有透明罩的灯泡4和带有本地调节的插座连接工具，其二者
都位于罩5内。
附图的详细描述
图1显示了本发明控制器部件的功能原理方块图，其中任意电压和频率的输入电源1被施加到该控制器的输入。输入电源包含与平均电压相关的信息，不管波形是正弦波或更复杂的波形，如来自超前或滞后相位调
光器、周期下降器(cycle dropper)、半波整流器，或影响平均电压的其他设备的波形，而不管平均电压是否也随时间变化。来自电源的输入功率随即被同时传递至能量储存器部件2和脉冲宽度或平均检测器电路部件4。调制器5接收来自检测器电路部件4的得到的平均信号并将其与任何本地设定的水平输入9结合，然后将结果传递给调整器6并随即传递给负载7。任何所需的功率因子校正也由电路8在输入端提供。需求估计器3才艮据负载上的平均需求历史记录调节负载7和能量存储器2之间的压降范围，以提供足够的空间使电路的运行令人满意，同时不会将过电压用于已知负载需求的要求而造成浪费过剩能量或功率。控制器的发明克服了对短期电压或功率波动敏感的问题，这种波动在许多家用电器和负载(包括照明设备)上都见过。没有本发明，当电力网发生变化的时候，特别是灯将会被看见闪烁。有了本发明，这种现象被消除了，同时响应于电源变化仍然保持负荷控制。此外，电路原理图提供本地输入信号，该信号同样并且独地立控制到负载的功率，并且再次有利于消除闪烁。本地设定的水平输入9将直接地影响被传送的功率。该设定的水平输入可以由手动调节工具提供或从其他输入得到，所述其他输入如周围亮度级的检测、运动检测、声音检测，对计时器控制的变化的响应，对温度的响应，对气流的响应，或其组合。
图2显示了本发明优选实施方式的电路原理图，其是根据图l有意选择的本发明的简单、低成本的形式，其中电源在1处被输入，电路元件2提供必要的相位或功率因子校正。在这个简单的优选实施方式中，输入功率随即被转换为不平滑的直流并同时被传递给两个确定的电路模块，即
26能量储存器3和平均水平提取器4。输入平均水平和任何本地控制也在电
路4中结合。得到的控制信号随即被传递给调整器6并因此传递给负载7，
所述负载在这种情况下适合于接收直流。需求估计通过响应于输入电压和频率来调整能量存储电容器的值而被设定到固定值，其在这个实施方式中
对于特定的负载在最初构造时设定需求估计，但是其他电路实施方式可能提供可变的能量存储空间。这个优选实施方式例证的本发明的额外优势包括，受控的负荷缓慢的斜变上升或斜变下降，斜变下降控制和速度也取决于能量存储空间。此外，这是为了在保持对电源的调光器的控制的响应的同时，消除由电源变化所引起的短期闪烁，这与图1的功能原理图及与本专利关于控制器方面的权利要求一致。
图3显示了本发明照明灯具外壳方面的优选实施方式，允许使用一个外壳和安装装置进行齐平安装或可调节的万向节安装。灯6被安装在具有齐平安装凸缘2的球形结构1中，该球形结构具有适当直径的孔来将灯在一侧3大部分安装在球形结构内，所述灯通过其他工具被固定在适当位置上。在这个优选实施方式中，球形结构1和齐平安装凸缘2具有相同的最大直径。安装凸缘2还有一个带有敞开的内部部件5的壳体结构，允许被安装的结构通过。这个优选实施方式显示了由夹在一起的独立的模制的部件制成的组装灯具，所述材料具有适当的特征，并包括由塑料制造，如优选实施方式那样，将适于与散发的热量和温度上升相关的本发明的其他方面，如光效和控制器运行。该图显示了适用于具有50mm直径的前端凸缘的光源或灯泡的灯具，其适合替代普通的卣素下照灯，但是可能有其他的实施方式。对于这个优选实施方式，球形结构的直径是73.25mm,各种凸缘和安装部件允许调节为离开轴线45度的角度。关于满足如优选实施方式所表明的齐平安装和万向节安装的多种目的的可逆转安装,在不偏离本发明范围的情况下，各种锁定、引导和定位结构也可作为灯具的一部分使用。
图4显示了可逆转球形部分安装灯具结构的另一个视图和布置，其中，灯泡6已经被从球形侧或端移开并重定位至该球体的凸缘端，其中，孔3具有适当的直径来匹配前面描述的球体凸缘开口 ，允许本发明灯泡部件的插入和固定。具有和凸缘部件相同赤道直径的球形结构部件1将被装配在常见的具有适当直径孔的安装结构连接结构中。当灯泡在凸缘侧被插入时，组合的灯泡和球体部分外壳装置可以被插入适当的优选实施方式安装结构中，来提供安装好的齐平安装或可调节的万向节机构。
在该相同的适合的优选实施方式中，当灯泡被插入球形球体安装装置的另一个球体部分侧，并且该装置随即被安装时，外壳装置被围绕球形部分的赤道线固定，因此提供一种可瞄准的万向节安装布置，其在所述安装装置下面突出，因此可以在宽的角度或方向范围上被调节或瞄准。
图1显示了将灯泡安装在万向节配置中的优选实施方式。灯具外壳的结构利用了任何安装的装置的低工作温度所给予的材料选择上的成本优势。连接部分如下面图5的优选实施方式所显示。
图5显示了图3和4中所示的外壳结构的一个安装结构的优选实施
方式，其中，单个模制的安装结构装置部件1由适当的塑料材料制造，如
玻纤增强PBT，其具有适当的热强度保留、足够的结构强度和足够的弹性弯曲能力，以允许插入和移除而不会断裂。塑料材料的使用也实现了低成本的制造。所述连接装置具有至少两个作为整体 一部分的可弯曲的指状物7,为了清楚，在图中只显示了其中一个。所述装置具有一个内径孔2，其直径和结构使得在齐平安装和万向节安装的定向中有助于前面描述的外壳结构的通过和支撑。在这个优选实施方式中这是73.25mm。所述或每个指状物7被设计成装配在具有不同的材料厚度并具有可变的光洁度(包括粗糙的锯开面)的大范围的安装表面孔径中，即通过使所述指状物跟随起始直径，随后向上向外延伸直至整个装置的外部直径，但是在垂直方向上显著移位。因此每个指状物具有一个连接区域4、允许装配在设计的最小直径的孔中高度低的弯曲区域、允许相当于粗牙螺紋的形式锁定到或施压于所有形式的安装表面和壳体的向上变细部分，同时也便于移除或重定位。在前面所描述的50mm下照灯泡的优选实施方式中，这些指状物以86mm的外径开始，并延伸至100mm的外部直径，材料厚度为一4殳为2mm。根据本发明的其他方面，该安装结构利用了用于照明设备的任何安装装置的低工作温度所给予的材料选择上的成本优势。图6显示了所述装置的集成的电路和插座类型的优选实施方式，其中，电路和插座基板1将带来触电危险的所有导电部件限制在远离用户接触的区域，该电路结构还被装在适当的外壳中。在这个优选实施方式里，
基板是本领域的FR4型的印刷电路板，其具有适当的圆形切槽以使悬针结构(如本领域的GUIO)可以穿透该基板到达组件和导体面，并在插入后通过转向来实现机械保持。到该电路的电气连接通过弹簧式接触组件部件3来进行，其被插入或以其他方式被适当的安装并锚定，这使用本领域的印刷电路安装和连接技术，包括但是不限于通过孔和表面安装技术。同一基板也支撑安装所有形式的其他电气组件，包括如所示意性显示的所有形式的线路4和连接配线5。基板安装结构利用了允许相关的安装装置的
位结构也被用来确保负载装置在组合的插座和电路板上的正确插入和移除。在这个优选实施方式中，线路是本发明的控制器方面，提供负载水平的手动控制，并带有电源连接工具，包括用于循环至其他优选实施方式装置的机构。
图7显示了成形为分布式光源的优选实施方式的正面视图，如CCFL灯管l,其具有大约1/8英寸直径结构，如双螺旋缠绕成为"向上横穿并向下(up across and down )"缠绕结构。这可以替换性地被认为是两个缠绕在一起的粗螺旋。灯管2的构造使得从优选的照明方向看上去没有呈现出前一或后一臣(turn)的重叠或遮蔽，否则这将在所述优选的方向上反射并降低光输出。在这个图中，在4处的匝之间的缝隙被显示为从视角的切向入射。CCFL管型的两个单端连接电极中的一个也显示为3。该灯管是一个三维结构，通常呈锥形远离优选的光传送方向凹进，这里优选的光传送方向为附图的观看方向。灯管的外部或连接端比中心交叉部分更靠近所述优选的方向，所述结构被描述为远离优选的光传送方向凹进。螺旋结构也必须在远离优选的光传送方向的方向上^J鬲开，这是在这个^L图中不能被显示但是能在图8中被看到的一个方面。在优选实施方式中，锥角是与轴线呈30度的角，使得总体灯管的锥高度大约32mm,相邻匝间的最短路径距离大约为2.5mm，注意管的形状在所有三个维度上变化。图8显示了灯泡装置的一个优选实施方式，该灯泡装置具有通常的远离优选的光传送方向凹进的灯管结构并显示了允许电气绝缘和对流、传导和辐射的热行为的外壳结构，其中高反射部件或反射器3被安放在
CCFL灯管1的附近，所述装置具有到灯管的电气连接，该电气连接至少部分地被外壳4的塑料材料绝缘，并穿透或以其他方式经过反射器结构3,所述绝缘如2所显示。所述反射器或外壳或其二者还提供安装凸缘4，使得该装置被固定在一个灯具外壳中，所述凸缘结构还允许透明盖结构的可选连接，在这个图中为清楚起见被移除了。图8还显示了用于成形的光发射器的外壳的优选实施方式,相关的反射器5由塑料或其他可模制的材料构造并通常具有很薄的截面，截面上具有多个烟囱结构6,每一个烟囱结构在反射器结构的背面大致朝着优选照明方向的 一端是敞开的，并且在大致远离优选的光传送方向的一端也是敞开的，因此使得空气能够通过所述或每一个靠近反射器结构表面的烟自结构。所述外壳还包括缺口、凹槽或
沟槽7，其部分地为所述烟自提供侧壁，并部分地提供一般符合反射器表面的结构完整性，这样通过传导机制将热量从灯管和反射器结构带走，同时使热传输速率维持在期望值，以及因此将反射器结构和灯管的最终温度通常维持在期望值。凹槽结构连同烟自结构提供了用于热辐射和对流传输的增加的表面面积，这样进一步提供了温度调节的工具，热的热量流率和时间常数也是在所使用的构造材料的性能之内，假定灯管和电子器件总体的热输出对于本优选实施方式来说非常低，为5瓦特的量级。
所述灯泡外壳的尾部形成了到通常独立的连接器部件的连接，具有一个进一步的外壳5，该外壳5容纳灯管的镇流器和电气电路。灯管和反射器外壳的尾部形成到镇流器和电气电路外壳部分8的端部的密封，同时所述烟囱结构的两端敞开使得气流通过所述外壳5。在本优选实施方式中，这为灯管和反射器部件保持了有效的热流动，而电子器件不会遭受来自灯管结构的过度热浸(heatsoak)。在本优选实施方式中，反射器3由高反射的抛光金属制造而成，在其整个结构中提供相对于从该结构流走的热量的良好的热传导，因此有助于最小化整个反射器的热梯度，并因此最小化与反射器密切关联的整个发射管1的热梯度。本优选实施方式还选择性地提供发射管和反射器之间的改进的热接触，省掉了使用共形传导材
料，如硅树脂RTV粘合剂。
本发明的详细描述
本发明的第 一 个方面描述了 一种电源控制器，其中电源被两个独立 的电路部件处理以提供能量有效的、经调整的输出，同时允许进行本地和 远程功率控制。参考图1显示的本发明的控制器部件，作为电功率来源的 输入电源l,如电力网电压，在以前被选择性地处理以具有可调节的幅度 或相位，或以其他控制策略调节，因此不必要为正弦，该输入电源被分成
两个独立的流， 一个流给能量存储器2提供功率或能量源，以馈送到调整 器6并因此受控地馈送给负载7,另 一个流被馈送给脉沖宽度/平均检测 器电路部件4,该脉冲宽度/平均检测器电路部件4根据需要从输入波中 得到关于相位调制平均水平或其他参数的信息。控制方式也可以通过一种 不是通过电源线本身来传递的手段从电源进行馈送。
调整器6是从能量存储器来馈送功率的总的功率测量或控制部件。 调整器6处于调制器5的控制之下，调制器5反过来从脉沖宽度/平均电 路部件4和设定水平9和本地输入9接收输入。
功率调制器5比较脉沖宽度/平均4和设定水平9,并产生代表这二 者乘积的信号。当脉沖宽度/平均4或设定水平为零时，调制器关闭调整 器。调制器还提供这样的功能，如斜变上升的通电，斜变下降的断电及平 滑。
PF校正8提供输入电源1所要求的任何必要负荷条件。例如，当主 调光器被用于高效低电流的照明装置时，某些负荷条件可能需要被满足以 确保主调光器的一致运行。
在工作中，能量存储器2存储足够的功率来确保负荷需求能够被满 足，并连续由电源进行补充。考虑到负载7的要求，能量存储能力被规划 为本发明装置设计的部分，并且对于每一种负载类型会变化。
31脉沖宽度/平均7监测输入电源线1以得到控制信息，包括比率控制， 并得到代表输入波形中任何控制信息的被滤波的信号。这被传递给调制器
5。调制器将它和任何本地输入9一起处理，然后发送信号来相应地调节 功率调整器6，以此控制负载7。这个信号代表被适当缩放和线性化的本 地输入设置水平9与平均脉冲宽度/平均4信号的乘积。当平均脉冲宽度/ 平均7信号及本地输入9中的任一个为零时，调整器6被关闭。当其二者 都被设置为最大，调整器6被完全打开。
馈送给负载7的平均功率总是为调整器所知。能量存储器将已被适 当地形成容量，这意味着脉沖宽度/平均4将提供遵从负载的能量需求的 控制信号。这样的效果为，动态地设法使调整器两端的电压正好超前于负 载要求。这最小化功率耗散从而调整器6中的总的功率浪费，保持了本发 明的效率。注意本地输入9可能优先于于此。本发明也直接从输入电源1 得到功率来运行，因此当输入源被关闭时，本发明不再消耗功率，这是期 望的运行;漠式。当调整器7被设定水平9关闭时，电源1的控制仍然施加， 本发明消耗J寺才几电流。
为了进一步描述本发明，给出本发明运行的两个实例。参照图2，在 第一个实施例中，输入电压是100%占空比的完整正弦波，没有相位控制 和下降周期。脉沖宽度/平均4将被设置为最大值或单位一 (全周期)， 负载将处于设定水平控制9的控制下。图2的优选实施方式显示了功率因 子校正后到直流的转换。在这个具体的实施方式中，假定负载能利用直流 电源。在启动时，功率提取/控制提取并存储足够的能量来在全功率下运 行负载。这不能立即通过功率调整器电路6提供给负载7。
在输入电源1接通时，脉沖宽度/平均4会检测到施加的第一功率或 接通瞬态，并随后将获得增加的平均信号直到输入电源1的波形的平均 值。调制器随即将在调制器5设置的一段时间内向上斜变调整器6直到满 值。该斜变时间可以被预先设置。
设定水平9控制该斜变的最大值，并给功率调整器提供控制信号。 负载因此将跟随脉沖宽度/平均4信号以固定的速率斜变上升至设定水平9的值。实际上，斜变上升速率能够被设定，因此以从逐周期到多秒斜变 的任何速率施加功率，因此任何形式的功率控制(包括相位控制和周期下 降)都被满足，并且短期变动如电力网中的尖峰和凹谷可以被过滤掉。
如果功率提取/控制2模块已经存储了超过负载所需的能量或电压，
则调整器6、调制器5、脉沖宽度/平均4和能量存储器2循环形成的控制 循环的才喿作将倾向于调整给负载的输出。这将消除由输入电压电源的短期 变动所引起的源功率的各种变动，包括欠压、浪涌和尖峰。这能通过考虑 改变脉冲宽度/平均4的设置、改变能量存储器存储的过剩电压所带来的 效果而变得更好被理解。脉沖宽度/平均4的增益越低，功率调整器电路 6能够从能量存储器2得到更多的功率，因此负载调整将越好，但是调整 器两端的压降随即将更高，因而更多功率将可能被浪费。因此这些参数针 对每个应用被设置，以确保功率使用最小化。最终，能量存储器中的大部 分功率被馈送给负载7，本发明的优选实施方式本身需要很少的功率来运 行。
类似地，关闭电源电压的效果正好相反。在关闭时，输出以设定的 速度向下斜变。如果能量存储器的容量不足，则在这个过程中，输出将失 去平滑性或调整器6的调节。最终能量存储器2和调制器5都将衰减至零， 本发明中设定的值将规定谁衰减的更快，以及因此规定负载何时将不受控 制并简单地跟随输入电压下降至零。
在第二个实例中，图2中显示的本发明的优选实施方式被看作如第 一个实例中那样运行，同时，输入信号要么具有50%下降周期或被施加 50%相位控制信号。
脉沖宽度/平均4检测比率的下降并向下调节至新的设置。负载的反 应速率是在调制器中设定的时间常数。在此过程中的任何时候，设定水平 9也能被用来控制负载，并也将遵从相同的时间常数。这样的效果是，总 是提供平滑的光转变和稳定的光输出。如果通过故意调节(例如，通过调 压变压器)来施加更低的电力网电压，则脉冲宽度/平均控制检测4将经 历100%的占空比，输出将被功率调制器5调整，这取决于单元在能量存储器2中是否被设计成具有足够的功率存储空间。在这种情况中，本发明 将保持设置的功率输出，因此保持亮度级。而且，这有一个限制，就是本 发明将不再能够保持调整，并将直接传递任何线路变化到光源，但是根据 任何设计要求，变化将被过滤来消除短期变动。
本发明的另一个方面描述了单个外壳，其包括灯具结构的外壳，其 为一个装置提供齐平安装和万向节安装的双重功能。
参考图3显示的本发明的优选实施方式，由金属或塑料或其他适当 材料制造的通常为空心的管状且可选择地半透明的外壳，具有通常为球形
的部分1 ，该^求形部分在顶部有一个适当的孔4，在底部3有环绕适当孔 的通常平坦的部分，和一个中空管状的边缘部分2。适当的孔的尺寸使得
能容纳灯泡或其他设备。在使用中，该装置具有根据同样的装置可能的两 种不同的配置。该灯具可能将灯泡安装在底部适当的孔中并被安装成与表
面齐平，或者可能将灯泡安装在顶部适当的孔4中并被倒置安装通过表 面，这样该装置可以进行万向旋转因而可以进行对准，同样的装置实现两 种用途，同时保持与所述表面的密封。灯泡被灯泡基板和适当的插座装置 固定在适当位置上。当以万向节模式使用时，下部的凸缘的凹入性质允许 更大范围的万向节角度调节。图4显示了用于齐平安装的灯具配置的优选 实施方式。
本发明的另一个方面描述了以可移动和可维修的方式将结构安装进 或穿过各种类型和厚度的边界表面的工具。
本发明的另 一个方面描述了 一种通过孔将结构安装到表面的紧固和 夹紧工具，允许夹住多于一个表面部件或外层或层，不管是在安装时或之 后。
本发明的另一个方面描述了一种牢固地安装或固定到宽范围的表面 厚度的工具。
本发明的另 一个方面描述了 一种安装或固定或紧固到 一表面的工 具，其中，该表面的远侧没有被达到或是不可达到的。本发明的另 一个方面描述了由 一种普通并且连续的材料制造凸缘和 指状物的工具或方法，以降低成本并提高可靠性。
参考图5的优选实施方式，本发明包括一单件式部件，其具有尺寸 大于预期的安装孔的凸缘和具有两个附加的成形的指状物，该指状物通常
具有4个部分作为提供安装和强度的连接部分4;径向弯曲部分5，其 与凸缘的背面的间隔等于或小于最小预期的总的表面安装厚度；部分6， 其逐渐变细以处于凸缘的最大直径内，并同时变细到期望的安装表面总尺 寸的最大高度或厚度；以及部分7，其处于凸缘的轮廓内，并且位于或接 近安装表面总尺寸的最大高度或厚度。
在使用中，指状物的意义在于无论是左螺紋或右螺紋，对尺寸大于 指状物的安装直径且小于凸缘总直径的任何孔，本发明的安装从指状物在 孔上的啮合开始，随后是在适当的左或右螺紋方向上的旋转。这些指状物 将扩展并锁定在表面，从而对本发明进行安装。本发明可以通过反转旋转 方向被移除，或通过优选实施方式提供的凸缘上的孔对其中一个指状物进 行物理变形，同时要始终保持在本发明的构造材料的弹性极限内。
本发明的连接方面也考虑到了材料的不同厚度，或一旦两个或更多 边界表面被通过从最前表面到最后表面和夹在中间的任何表面施加可调
节的力穿透后而得到校准和固定。
在使用中，带有两个或更多指状物的本发明通过所述或每个边界部 件被插入一个近似圆形的切口 ，所述孔小于本发明连接方面的前端面。在 最初插入的时候通过指状物的变形来实现插入。通过调节指状物的起点和 终点超过前端面或凸缘最尾端表面的高度范围来满足总体表面结构的厚 度范围，同时安装的牢固程度通过指状物的倾斜角度来调整。
在指状物被松开时，当处于表面中或穿过表面时，单元最初被保持 住，随后能够被收紧并因此通过旋转夹住前表面和后表面间的所有表面， 以一种类似粗牙螺紋的方式，但是操作时要非常小心，以免超过本发明的 弹性极限。反转旋转方向、撬开指状物或者两者都能实现移除。因此在使用中，本发明的连接方面能够用于安装、塞入、夹住或所 有三种功能的方面。
在本发明的另 一个方面，所有电气组件连接器和导体都被放置在本 发明的远离用户接触的 一侧，并且装置被放置在一个适当绝缘的外壳中， 从而最小化使用中的触电危险。
在本发明的另一个方面，适合悬针式电器安装和连接的插座结构与 普通电路基板上的电路结合以降低成本和尺寸，提高可靠性并消除先有技 术中的独立的小部件和布线。参考图6的优选实施方式，本发明的带有使 电器、灯泡或其他负载的悬针进入并转动的成形的槽的插座部件5使槽的 窄端作为产生和保持电气连接的区域。电气连接部件7被制造成使用本领 域的电路施工技术如表面安装或通孔技术来进行安装的组件。
在本发明的另 一个方面，插座结构在每个悬针结构上提供独立的接 触力，所述接触可选地由电器在插入时采用或仅在插入之后按要求在适合 本发明的方向上转动电器时采用。本发明的这个方面在万一有电器的针误 配准的时候，确保到插座结构的可靠连接。
图6的优选实施方式显示了本发明的组合电路和插座部件5，其具有 用于让电器的悬针进入并转动的成形的槽，槽的窄端为产生和保持电器连 接的区域。
在本发明的另一个方面，描述了还配置有额外电路的插座结构，该 额外电路与平面电路或印刷电路结构或其他结构紧密集成在一起，从而消 除对单独绝缘跨线的需求，并使整体结构紧凑。参考图6的优选实施方式， 电路板l具有一个或更多区域4来放置通过导体5连接到适当定位在插座 孔2附近的插座连"l妻部件3的电^^或元件。
在本发明的另 一个方面，功率源被本发明通过综合布线提供给电器， 不管是直接或已被任何相关的显示或未显示的电子器件处理过。功率最终 通过电气连接4提供。在没有电子电路存在及插座被远程安装的情况下， 本发明将回归到紧凑的插座结构。
36在本发明的另一个方面，描述了带有集成的反射器的光源装置，该 反射器具有优选的光传送方向，该光源装置具有一个成形的光源或发射器 以发出任何光谱分布的辐射或光源，并包括红外和紫外波长，所述源大致 分布在三维空间中，大于发射器横截面的尺寸，其中，当从光发出或传送 的优选方向上的任何一点考虑时，源或发射器的所述成形实质上为通常凹 进的形状，所述分布式光源的形状使得从发射器表面上任一点辐射出大致 在优选方向上的光线，也在所述优选的方向上有传播通道，并且所述发射 器的形状使得从所述优选的光传送方向上考虑时，该发射器实质上不被光 源本身的任何部件所遮挡，并可被选择性地描述为螺旋或螺旋段或锥形螺 旋或锥形螺旋段或凹形螺旋或锥形螺旋或具有单个、双个或多个螺旋构造 或段的组合螺旋形状。
在本发明的另 一个方面，需要电气连接的倒相管使用了与光源或灯 泡的总体外壳部分相关的绝缘材料，该绝缘材料被必要地定位于灯管最靠 近优选光传送方向的端部。
在本发明的另一个方面，成形的线性锥形双螺旋分布式光源或灯管 被用来与一个反射器结合， 一起充当定向辐射源并包括作为光源使用，所 述反射器具有单个或多个部件，并被制造成通过适当的构造、磨光、喷镀、 化学抛光汽相涂覆或其他制造具有很高的镜面反射率的反射器的手段而 具有通常呈现为朝向发射器的高反射的表面光洁度，并描述了通常符合所 述成形的发射器轮廓的所述反射器。
在本发明的另 一 个方面，通常遵从光发射器轮廓的反射器锥体在螺 旋的狭端处或稍孩t之前被截断，所述反射器的端口保持敞开，以让空气通 过。
在本发明的另一个方面，通常具有导电性的反射器材料与到灯管的 电气连接工具绝缘,这是通过部分地与光源或灯泡的总体外壳相关的绝缘 材料来实现的。
在本发明的另 一 个方面，反射器部件通过部分地与光源或灯泡的总 体外壳相关的绝缘材料而被机械地定位并保持在总体灯泡外壳内。在本发明的另一个方面，描述了反射器光源装置，它是三维尺度上 的形状能实质上保持关于到所述发射器的期望的几何形状，同时持续地保 持与所述发射器表面的一定程度的接触或以相切方式保持在某些点上的 接触，因此允许通过传导和对流进行一定程度的热传递，不管热流被共形 导热材料增强与否。
在本发明的另一个方面，描述了与外壳结合使用的反射器光源装置， 该外壳具有在装置的总体物理尺寸约束条件下的最大的表面面积，还一起 描述了 一个多烟囱或管道结构，该结构被设计成允许与所述反射器的多个 触点(不管热流是否被共形导电材料增强)，由此，部分通过传导、对流 和辐射热流手段，来管理从所述反射器上的热量提取，并因此管理从所述 发射器上的热量l是取，这样一来，协助保持所述发射器的最佳发光效率。
在不背离本发明范围的条件下，本反射器光源装置能够与其他任何
器或光控制结构一起使用，其中包括镜头、光管和其他光定向和反射器设 备。
结果是，本发明提供延长的寿命、低温运行、提升的效率、降低的 功耗、改进的可靠性和寿命、紧凑封装中的期望方向上传送的更多的光输 出，没有短开关周期的约束，没有可调性限制并具有可利用的控制器兼容
性，这样实质上克服了先前紧凑型灯的限制，包括CFL和基于灯丝的技 术。
优选实施方式
在第 一优选实施方式中显示了 一个控制器方面的简单的模拟设计， 体现了本发明的属性，并因为简单而具有商业优势。应当指出本发明绝不 限于使用模拟设计的技术和实现，也绝不限于使用所显示的特定类型的负 载。
参考图2，该优选实施方式显示了本发明被用来控制一个低功率等离 子或CCFL灯。假定这个负载包含等离子灯所要求的必要的镇流器和电压调节电路，并且针对这个没有提出权利要求，但是如果本发明被包括在一 个灯泡外壳中，则将对此提出权利要求。
一般性说明的每一个功能都能在图2显示的优选实施方式中体现出来。
输入电源是1上的线电压输入，可以是240Vrms,直接来自电力网或 来自外部调光器。输入功率被桥式整流器配置转换为直流，仍然表示对能 量存储器的电力供应，和对脉冲宽度/平均测定4的适当信号，该信号此 时还未被平滑。对于这个优选实施方式，负载是一个5瓦特的等离子 (CCFL )灯，对240V 50Hz适当的需求估计为2uF。
功率因子校正2使用82千欧姆的电阻器和0.luF的电容器。
调制器是8，为被馈送波形平均值的分压器，设定水平为对位于4的 分压器臂(dividerarm)、串联电阻器和平滑电容器的设定。该设计保持 净源阻抗高于IOO千欧姆，在输出减少的时候增加时间常数，因此提供增 加的平滑性。电位计具有500千欧姆的值，对于源和对于公共分别具有1 千欧姆的电阻和82千欧姆的电阻，从而提供最大和最小输出电压的调节。 通过这种方式，电路提供消除短期闪烁、加强的闪烁减少和更低的输出、 利用施加的功率的受控的斜变上升和斜变下降、对来自电源调光器的平均 值的响应及对提供给负载的最大和最小电压的调整的多种功能。用于上 升、下降和浪涌调整的滤波器已经通过4上的大小为2uF的平滑电容器 的值来进行设置。
实际上，优选实施方式也包括用于EMI/EMC和安全方面的组件。这 些没有被显示，但是包括一系列可熔电阻器以在故障或无意中用在不适当 的负载的时候提供安全功能。
参考图3，显示了本发明灯具外壳方面的优选实施方式，允许使用一 个外壳和安装装置进行齐平安装或可调节的万向节安装。灯6被安装在具 有齐平安装凸缘2的球形结构1中，该球形结构具有适当直径的孔来将灯 在一侧3大部分安装在球形结构内，所述灯通过其他装置被固定在适当位 置上。在这个优选实施方式中，球形结构1和齐平安装凸缘2具有相同的最大直径。安装凸缘2还有一个壳体结构，其带有敞开的内部部件5，以 允许被安装的结构通过。这个优选实施方式显示了由夹在一起的独立的可 模制的部件制造而成的组装的灯具，所述材料具有适当的特征，并包括由 塑料制造，如优选实施方式那样，将适于与散发的热和升温相关的本发明
的其他方面，如发光效率和控制器运行。该图显示了适用于具有50mm 直径的前端凸缘的光源或灯泡的灯具，适合替代普通的卣素下照灯，但是 可能有其他的实施方式。对于这个优选实施方式，球形结构的直径是 73.25mm,并且各种凸缘和安装部件允许调节为偏离轴线45度的角度。 关于满足优选实施方式所表明的齐平安装和万向节安装那样的多种目的 的可逆转安装，在不偏离本发明范围的情况下，各种锁定、引导和定位结 构也可作为灯具的部分使用。
图4显示了可逆转的球形部分安装灯具结构的另一个视图和布置， 其中，灯泡6已经被从球形侧或端部移除并重定位至该球体的凸缘端，其 中，孑L3具有适当的直径来匹配前面描述的球形凸缘开口，允许本发明灯 泡部件的插入和固定。具有和凸缘部件相同赤道直径的球形结构部件1
被插入时，组合的灯泡和球体部分外壳装置可以被插入适当的优选实施方 式的安装结构，以在安装好时呈现齐平安装或可调节的万向节机构。
当灯泡被插入球形球体安装装置的另 一个球体部分侧时，随即被安 装在相同的合适的优选实施方式的外壳装置中的该装置围绕球形部分的 赤道线被固定，因此提供可瞄准的万向节安装布置，其在所述安装装置下 面突出，因此可以被在宽范围的角度或方向上调节或瞄准。图l显示了将 灯泡安装在万向节配置中的优选实施方式。灯具外壳结构利用了安装装置 的低运行温度所允许的材料选择上的成本优势。连接部分如下面图5的优 选实施方式所显示。
图5显示了图3和4中所示的灯具外壳结构的安装结构的优选实施 方式，其中，单个模制安装结构装置部件1由适当的塑料材料制造，如具 有适当的热强度保留性、足够的结构强度和足够的弹性弯曲性能的玻纤增 强PBT,以允许插入和移除而不会折断。塑料材料的使用也实现了低成本生产。所述连接装置具有至少两个作为整体一部分的易弯曲的指状物 7，为了清楚，在图中只显示了一个。所述装置具有内径孔2，其直径和 结构使得在齐平安装和万向节安装的方向上有助于前面描述的外壳结构
的通过和支撑。在这个优选实施方式中直径是73.25mm。所述或每个指 状物7被设计成装配在具有不同的材料厚度及不同的光洁度(包括粗糙的 锯开面)宽范围的安装表面孔径中，即通过将所述指状物沿着初始直径， 随后向上向外延伸直至整个装置的外部直径，但是在垂直方向上显著移 位。因此每个指状物具有连接区域4;低高度的弯曲区域，其允许装配在 设计的最小直径的孔中；锥度变细的部分，其允许以类似于粗牙螺紋的方 式锁定或钳制在各种各样的安装表面和外壳上，同时也便于移除或重定 位。在前面所描述的50mm下照灯的优选实施方式中，这些指状物以一 个86mm的外径开始，并延伸至100mm的外部直径，材料厚度通常为 2mm。根据本发明的其他方面，该安装结构利用了照明安装装置的低运 行温度所允许的材料选择上的成本优势。
图6显示了所述装置的集成的电路和插座性质的优选实施方式，其 中， 一个电路和插座基板1将带来触电危险的所有传导部件限制在远离用 户接触的区域，该电路结构还被容纳在适当的容器中。在这个优选实施方 式中，基板是本领域的FR4型的印刷电路板，其具有适当的圓形切槽以 使悬针结构(如本领域的GUIO)能够穿透该基板直到组件和导体面，并 通过在插入后旋转来实现机械保持。到该电路的电气连接通过弹簧式接触 组件部件3来进行，该部件使用本领域的印刷电路安装和连接技术(包括 但是不限于通孔和表面安装技术)而被插入或以其他方式被适当的安装并 锚定。同一基板也支持安装各种其他电气组件，包括如所示意性显示的各 种线路4和连接配线5。基板安装结构利用允许相关安装装置低运行温度 的本发明的其他方面所给予的材料选"t奪上的成本优势。各种定位结构也被 用来确保负载装置在组合的插座和电游4反中的正确插入和移除。在这个优 选实施方式中，所迷线路是本发明的控制器方面，同时提供对负载水平的 手动控制，并带有电源连接工具，包括用于循环至另一优选实施方式装置 的才几构。图7显示了优选实施方式的成形的分布式光源的正面视图，如具有
大约1/8英寸直径的结构的CCFL灯管1，该灯管1如双螺旋形缠绕。这可以替换性地被认为是两个交织在一起的粗螺旋。灯管2的构造使得当从优选的发光方向看上去时没有呈现出前一或后一匝的重叠或遮蔽，否则将在所述优选的方向上反射并降低光输出。在这个图中，位置4处的匝之间的缝隙被显示为从视角的切向入射。CCFL管型的两个单端连接电极中的一个显示为3。该灯管是一个三维结构，该三维结构为远离优选的光传送方向大致锥形的凹进，这里优选的光传送方向为附图的观察方向。灯管的外部或连接端比中心交叉部分离所述优选的方向更近，所述结构被描述为远离优选的光传送方向凹进。螺旋结构也必须在远离优选的光传送方向的方向上被隔开，这是在这个视图中不能被显示但是能在图8中被看到的一个方面。在优选实施方式中，锥角与轴线呈30度的角，使得总体灯管的锥高度大约32mm,相邻匝间的最短路径距离大约为2.5mm。
图8显示了灯泡装置的优选实施方式，该灯泡装置具有通常远离优选的光传送方向凹进的灯管结构，并显示了允许电气绝缘和对流、传导和辐射的热行为的外壳结构，其中高反射部件或反射器3被安放在CCFL灯管l的附近，所述装置具有到灯管的电气连接，该电气连接被外壳4的塑料材料至少部分地绝缘，并穿透或以其他方式通过反射器结构3,所述绝缘如2所显示。所述反射器或外壳或其二者还配置有一个安装凸缘4，使得该装置被固定在灯具外壳中，所述凸缘结构还允许透明盖结构的可选连接，在这个图中为清楚起见被移除了。图8还显示了成形的光发射器的外壳的优选实施方式，相关的反射器5由塑料或其他可模制材料构造并通常具有薄的截面，截面上具有多个烟囱结构6,每一个烟囱结构在反射器结构的背面大致朝着优选照明方向的一端敞开，并在大致远离优选的光传送方向的一端敞开，因此使得空气能够通过所述或每一个靠近反射器结构表面的烟囱结构。所述外壳还包括缺口、凹槽或沟槽7，其部分地为所述烟囱提供侧壁，并部分地提供一般的符合反射器表面的结构完整性，从而通过传导机制允许从灯管和反射器结构带走热量，同时因此使传热速率以及因此最终的反射器结构和灯管的温度通常维持在期望值。凹槽结构结合
42烟自结构提供了用于热的辐射和对流传输的增加的表面面积，因此进一步提供了温度调节的手段，鉴于对该优选实施方式来说灯管和电子器件总体的热输出非常低，为5瓦特的量级，热量的热流率和时间常数也在所使用的构造材料的性能之内。
所述灯泡外壳的尾部形成了到通常独立的连接器部件的连接，其具有容纳灯管的镇流器和电气电路的另外的外壳5。灯管和反射器外壳的尾部形成到镇流器和电气电路外壳部件8的末端的密封，同时所述烟囱结构
的端部敞开以使气流通过所述外壳5。在本优选实施方式中，这为灯管和
反射器部件保持了有效的热流动，使电子器件无需遭受来自灯管结构的过
度热浸。在本优选实施方式中，反射器3由高反射的抛光金属制造而成，提供贯穿其整个结构相对从该结构流走的热量的良好的热传导性，因此有助于最小化贯穿反射器的热梯度，以及因此助于最小化与反射器密切关联的整个发射管1的热梯度。本优选实施方式还选择性地提供发射管和反射器之间的改进的热接触，省掉了使用共形导电材料如硅树脂RTV粘合剂。
根据优选实施方式构造了这样一个实施方式，其在轴线上距离250mm处获得1000勒克司的光输出，5瓦特的电功率进入控制器，并且当在20摄氏度的环境温度下运行时，维持39摄氏度的灯泡表面温度。该实施方式是完全可调光的，或者才艮据控制器的嵌入式调节或者^^艮据外部调光器调节或根据这两个方面调节。可以按万向节或齐平安装配置容易地进行安装。先前技术中的CFL例子需要11瓦特的输入功率以在轴上的250mm距离处传送1000勒克司，并且具有70摄氏度的表面温度。它是不可调光的。为了进行功率和温度的对比， 一个带有降压镇流器的50瓦的卣素光源消耗总共60瓦，具有430摄氏度的表面温度。它是不可调光的且没有可逆转安装的特征。
反射器和光发射源、温度调节和管理部件、外壳和连接器工具的其他几何结构当然能通过本方法在不背离本发明范围的情况下产生。
权利要求
1、一种电气设备控制器装置，具有从电源中提取能量并存储能量的部件，调整器部件，其响应于信号来控制馈送给所述设备或负载的功率，以及信号调节部件，所述调节部件提取、处理并调节外部提供的信号以供所述调整器使用，所述外部提供的信号借助于所述电源的连接本身而直接被提供，所述外部提供的信号如可变相位开关控制、过零点开关控制、周期降低平均电压控制、均方根或平均比例控制，或包括随所述电源传递或通过其他手段传递的调制信号的其他控制手段，所述控制器调整馈送给所述设备的功率水平，并移除不期望的瞬变，同时保持所述外部信号的调整能力，并最小化所述外部提供的信号中的短期的不规律对馈送给所述设备的功率水平的影响、或所述电源中的短期脉冲峰值和低谷对馈送给所述设备的功率水平的影响，或这二者对馈送给所述设备的功率水平的影响。
2、 如权利要求l所述的控制器装置，其中所述调整器部件接收两组信号， 一组信号与所述外部提供的信号相关，而另一组信号提供本地输入信号，每一组信号实现对馈送到所述设备的功率的独立调节，同时最小化所述外部提供的信号中的短期不规律对馈送给所述设备的功率水平的影响、或所述电源中的短期脉沖峰值和低谷对馈送给所述设备的功率水平的影响、或这二者对馈送给所述设备的功率水平的影响，所述附加本地输入手段包括手动调节。
3、 如权利要求2所述的装置，其中对所述外部提供的信号的处理包括根据到所述电源的连接或通过无线、红外制导线或其他手段得到、解码出或以其他方式^是^^出信号，所述对功率的调节独立于以所述电源传递的手段或结合以所述电源传递的手段，或响应于外部的或本地的信号或外部的和本地的信号二者，这二者或者独立地起作用，或者共同地起作用，并和比例控制或其他控制行为的能力。
4、 如权利要求3所述的装置，其中所述控制器的效率通过以下述方式控制所被提取的能量来保持的最小化从所述电源到所述设备的过剩电压或压降，同时保持期望的控制行为，所述被提取的能量的控制手段是通过电路的最初设计或通过可编程变量或可调节手段或其组合来建立的。
5、 如权利要求4所述的装置，其被构造成独立的设备或被构建入源或负载，或具有分布在相同装置中间的装置，并包括被构建入用于连接到功率源的插头或用于所述设备的插座或所述插头和所述插座二者。
6、 如权利要求5所述的一个或更多个装置，其中本发明的所述装置提供对本领域的串联或并联连接的多于一个的负载的控制，并包括使用一种共同的控制手段来按不同的量影响多于一个的负载和功率源或能量源工具。
7、 如权利要求5所述的两个或更多个装置，其是以串联或并联配置排列或以其他组合方式排列，并且一个或更多个源及一个或更多个所述设备被适当的连接，并包括使用 一种共同的控制手段来影响多于 一 个的负载和功率源或能量源工具。
8、 如权利要求3所述的装置，其中所述控制器的输入信号包括控制被馈送给所述负载的功率的手段，所述控制以下述方式实现在功率被施加、移除或以其他方式被改变之后，包括在所述外部提供的信号或所述本地输入信号变化时的影响下，随时间逐渐变化，所述对功率的调节是指斜变上升、斜变下降或平滑，这取决于改变的性质。
9、 如权利要求8所述的装置，其与一个或更多个所述设备结合使用，包括包含或关联于镇流器和其他控制电路的所述设备，由所述控制器提供直流或交流电流或电压或其组合。
10、 如权利要求9所述的装置，其中受控的所述设备为照明电器。
11、 如权利要求IO所述的装置，其与照明装置结合使用，所述照明装置包括但不限于如所述负载那样发光的灯丝、荧光灯、紧凑型荧光灯(CFL)、冷阴极荧光灯(CCFL)、霓虹灯或发光二极管(LED)，从而实现稳定的光输出，还使本地和远程调节工具具有减少的被称为闪烁的短期功率变化。
12、 如权利要求11所述的装置，其中还提供了本地用户可访问的对所述控制器的设置的调节手段。
13、 如权利要求11所述的装置，其包括与一插座共同构造的电子控制电路，用于便于所述设备的插入和移除，以便建立电气连接并从而将所述负载置于所述控制电路的控制之下，其中构造所述控制器的电路的手段和插座电气连接的手段被制成为集成到本发明，包括通过使用如本领域的印刷电路板的共同基板。
14、 如权利要求13所述的装置，其被构建入、并入，或直接关联并由此被直接连接到所述负载设备，或以其他方式直接与设备外壳结构关联。
15、 一种用于所述设备的外壳装置，其带有或者没有所述控制器，并提供两种不同的安装配置， 一种安装配置为齐平安装，其中所述设备被穿过表面安装以大致与所述表面齐平，另 一种安装配置为安装成提供可调节的或万向节安装配置，其中所述设备必须至少部分地从所述表面突出以实现对安装工具的方向调节，所述配置由一个所述外壳装置通过在安装之前逆转所述外壳的部件来选择。
16、 一种用于为权利要求15的装置提供安装工具的装置，所述安装工具至少部分地穿过其中设置有适当的孔的表面边界或屏障，所述装置包括具有不是旨在穿透所述表面的凸缘结构的单个模制的部件和至少两个突出的弹性可变形的指状物，所述指状物被构造成使得每个指状物沿着每个指状物的长度独立地提供连接或安装到所述凸缘的部分，一段或 一部分径向弯曲，具有距所述凸缘后表面的大致恒定的间隔，所述间隔等于或小于最小的期望的所迷表面的厚度，锥形的或上升的部分，其以等于所述表面的最大厚度的间隔结束，以及5可选地，延伸部分，其处于等于最大期望的厚度的大致恒定的间隔，每个所述指状物通常处于所述凸缘结构的轮廓内，并且所述指状物形成被描述为粗糙并且可变螺距的左旋或右旋螺紋的圆形结构。
17、如权利要求16所述的装置，其用于与表面中的孔结合，所述孔没有必要完全穿透所述表面，所述装置被插入并随后以类似粗自攻螺紋的方式被锁定在所述孔中的适当位置上，所述设备的插入可选地通过从插入并旋转开始，同时适当地使所述或每个指状物变形，通过持续动作被紧固，同时通过逆转所述动作、通过变形所述指状物或两种方式能够立即或在任何阶段移除所述指状物，并且在处于适当的位置时以某种程度的可调节的夹紧为宽范围的表面厚度提供牢固安装。
18 、如权利要求16所述的装置，所述装置被构造成使得在完全穿透表面时提供夹紧功能，其中所述指状物的性质和高度被设计成，允许穿过宽范围的表面厚度包括穿过包含多于一个独立层或部件的表面来安装和紧固或夹紧所述设备，因此所述发明为所述或每个表面部件提供某种程度的可调节的总的夹紧功能。
19、 如权利要求16所述的装置，其提供或具有被覆盖的或以其他方式被部分或完全遮掩的孔，用于产生整洁的被抛光的孔或表面，以用于包括下述的目的产生通风口、堵塞已存在的孔、产生可视检查端口、提供光的进入或随后的其他设备或电器的安装，所述其他设备或电器包括标牌、锁、把手、扣环、插头、导管、窗、端口、灯或灯具。
20、 如权利要求16所述的装置，其与任何独立附加的部件结合使用，所述附加的部件包括通过本发明被安装或固定在适当位置上的其他凸缘的形状或光洁度，所述独立的部件使用本发明作为安装手段。
21、 如权利要求16所述的装置，其与任何电气连接器工具结合使用。
22、 如权利要求13所述的装置，其被构造成接收从所述设备延伸的悬挂设计的传导针，所述连接器被制造成直接位于印刷电路板上、作为印刷电路板的部分或由印刷电路板制成，其中对在所述板的远側上暴露的导体表面进行电气连接，从而最小化在所述设备被移除时与带电部件接触的可能性。
23、 如权利要求22所述的一个或更多个连接器装置，共享公同的电路板或具有独立的部件。
24、 如权利要求23所述的或每个两-触点电气连接器装置，通过弹簧辅助工具对悬针结构的所有或相当大的部分进行所述电气连接，从而即使在所述悬针与所述连接器没有对准时也确保连接。
25、 如权利要求24所述的一个或更多个装置，其中所述暴露的导体由任何传导材料制造，所述传导材料为电镀的、焊料涂抹的或部分喷漆，或以其他方式进行表面处理的。
26、 如权利要求25所述的装置，其中对一对圓形槽中的每一个的一端提供电接触，从而仅当电器被完全插入并随后被旋转时才提供电接触，由此确保最小化操作者暴露于触电危险的风险，并且也确保电接触的滑动接触。
27、 如权利要求25所述的装置，其中所述针被构造成形成本领域已 知的连接器类型，包括GU10类型。
28、 如权利要求24所述的装置，其中所述设备为光源、灯管或灯泡，选择性地包含镇流器或其他电子线路。
29、 一种用于增加来自 一般的分布式光源的在优选方向上的光传送效率的装置，所述分布式光源如荧光灯、CFL霓虹灯或CCFL，其中实质上分布式光源为螺旋形的单缠绕或双缠绕光源，通常具有锥形截面，所述缠绕的螺旋被构造和间隔成使得每一匝实质上未被所述螺旋的所述或任何相邻匝遮:f务，因此通常在期望的光传送方向上是可见的，所述螺旋在朝向所述期望的光传送方向上具有通常增加的缠绕直径，所述螺旋可被替代性地描述为远离所述期望的方向凹进。
30、 一种由金属、喷涂金属的塑料或其他高度镜面反射材料构造的反射器装置，所述反射器装置与权利要求29所述的装置结合使用，通常用于提高在所述期望的方向上的光输出的传送的目的，其中所述反射器大致遵循所述分布式光源的圆锥状外形，并起作用将光反射回到灯管结构本身，由此形成光源的影像，当从所述光源的边界之外偏离所述螺旋轴线的任何地方看时所述影像是可见的，所述影像由此增加并控制在所述期望方向上的光输出。
31、 如权利要求30所述的装置，其与任何其他光控制或定向结构结合使用，所述光控制或定向结构如外壳、挡板、镜头和其他反射器类型。
32、 一种与权利要求30所述的装置一起使用的外壳装置，其中在两端均敞开的多个烟自结构被构造成使得通过构造材料总体提供热传导并连带通过所述烟自结构提供对流，所述总体结构还提供增加的表面面积以帮助热辐射，所述外壳由塑料或其他适当的材料通过包括模制的技术制造。
33、 如权利要求32所述的装置，其中所述装置被设计成通过所述构造材料的传导及通过对流和辐射提供对从所述反射器结构流出的热量控制的手段以及同时通过对流提供对从所述灯管结构流出的热量控制的手段。
34、 如权利要求33所述的装置，其中为任何镇流器或其他电子线路提供独立的封闭腔或部件，借助于烟囱外流被远离所述封闭腔或部件弓1导，而提供与所述反射器和灯管结构以及他们的相关热流路径的某种程度的机械和热绝缘。
35、 本发明的任何或所有装置，被独立使用或组合使用。
36、 如本专利的附图中所描述的装置。
全文摘要
一种新颖的电气负载控制器，其提供高效率和对馈送给各种电气负载的功率的调整，允许控制短期变化同时保持与各种类型外部功率调节器的兼容。该控制器被进一步描述为特别用于照明电器中。一种新颖的紧凑节能且成本有效的照明装置被描述成包含新颖的外壳，其提供机械整体性和热管理的创新方面，新颖的安装装置，包括通常利用本发明的控制器方面的带有集成的控制电路的新颖的电气连接器，基于等离子的荧光灯或霓虹灯的光源包含新颖的形状和定向的灯管，具有新颖的匹配的镜面反射器结构，在优选的方向上提高光传输的总体效率，从而提供发光效率的提高，热管理方面确保该装置在延长的寿命中的有效运作。
文档编号H05B41/20GK101675714SQ200880015081
公开日2010年3月17日 申请日期2008年3月7日 优先权日2007年3月8日
发明者格雷姆·胡恩 申请人:Cp环境技术有限公司