专利名称：省电长寿命不闪烁日光灯之改良装置的制作方法
技术领域：
本实用新型系改变传统性日光灯，使其省电、寿命长、不闪烁之装置，其特征系先将交流电源改变成直流电源，以直流电源为日光灯的电源供应，配合简单低成本的电感〔(俗称镇流器)亦可使用原来的电感〕及起动器构成一日光灯装置。
按，目前市面上有两种型式的日光灯(A)传统日光灯，以及(B)高压振荡日光灯。
A)传统日光灯A－1以交流电为电源，电感(镇流器)对交流的阻抗(WL)大，所以有一半以上能源于此变成热量而浪费。
A－2电感(镇流器)会发烫，为求散热，体积设计要大，因而成本高，而且减低室内冷气效果。
A－3电感因发烫，重者容易损坏，轻者会发出吱吱声响。
A－4传统起动器在起动瞬间无法控制电感上的电流正好达至足够的波峰，造成起动失败，故需重新再起动一次，如此除减少起动器寿命外，亦造成闪烁不定之情形。
A－5灯管必须有一特定电压(如10W灯管50V)以上才能保持亮着。交流电源电压每1／120秒得通过零电压一次而使灯管熄灭，尤其当灯管用旧时，此特定电压会上升，如此在每1／120秒内灯管熄灭时间拉长，则感觉出闪烁的情形。
A－6由于交流电源最高峰值电压Vp－o＝180V，此对灯管而言是过负荷，故使其寿命减小。
B)高压振荡日光灯B－1电子线路设计以40KHZ频率高压起振荡，故障率高。
B－240KHZ频率会干扰电子设备或家电用品。
B－340KHZ频率高压是引起击穿的原因，灯管(因其没设有预先加热)因每秒击穿40K次而严重影响灯管寿命，估计使其减少5倍以上。
有鉴于此，本创作人经过长期苦心研究终于发明此实用新型，其主要目的乃在于提供一种省电、长寿命、不闪烁日光灯的改良装置。其结构简单，成本低，使用的半导体元件可小形化或集成电路，利于大量生产亦为本创作的目的。
为了易于明了本实用新型之目的、特点结构及功效起见，现以电路图作一详细说明如下
部份图1所示者系为本实用新型之方块图。
图2所示者系为本实用新型之波形图。
图3所示者系为本实用新型起动线路之方块图。
图4所示者系为本实用新型之一实施例之电路图。
请参阅图1，交流电源由线(11)、(12)输入直流电路(1)，线(15)、(19)为直流电路正负电源的输出，正电源经电感(镇流器)(4)，再经线(16)进入日光灯管(2)，经灯丝(5)和级917)进入起动器线路(3)，由线(18)输出，经灯丝(6)和线(19)进入直流电源负极而构成一电路回路，线(13)为连接起动器信号，线(14)连接起动器直流电源。
当电源接上时，直流线路将交流电压转变成直流电压，经线(15)、电感(4)、线(16)、灯丝(5)、线(17)进入起动器。开关电路(20)(参见图3)，负责导通或截断流经线(17)、(18)之电流。开始时开关电路(20)开路，此时线(17)电压为直流电源之电压，此时比较器(28)负责检出其电位，即线(30)电压比线(31)(比较电压(32))为高，比较器(28)输出线(26)为高电位，比较器(29)输出线(27)为低电位，因线(33)电位比线(34)(比较电压(35))为高。或门(25)输出线(23)为线(26)、(27)所控制，使线(23)为高电位，此时与门(22)输出受线(24)控制。起动器信号由线(13)进入，经二极管(42)半波整流，R40、R41起分压作用，由线(39)进入比较器(36)和线(37)(比较电压(38))比较，其输出线(24)之波形如图2－C，此时与门(22)输出线(21)亦为图2－C(因线(23)为高电位)。线(21)高电位时开关线路(20)导通，此时线(17)电压降为低电压。由比较器(29)检出其输出线(27)为高电位(线(26)变成低位)，或门(25)输出线(23)犹保持高电位，与门(22)输出线(21)受线(24)控制，即保持开关线路导通状况。加热灯丝当线(24)变成低电位瞬间，线(21)亦变成低电位，使开关电路截断线(17)、(18)之电流，此时电感(4)上之电流(直流)被瞬间截断，在线(16)产生一个反电动式(Ldi／dt)电压。用此高电压来尝试击穿灯管，使之发亮，假如灯管击穿发亮成功，则此时灯管两灯丝之间，变成一电阻性阻抗，线(17)之电压变成此阻抗和电感(4)之分压，此电压介于两个比较电压(32)、(35)(大于35，小于32)之间，使比较器(28)、(29)输出线(26)、(27)皆为低电压，或门(25)输出线(23)为低电压，不论线(24)为何种电压，与门(22)输出线(21)永远为低电压。开关电路(20)保持OFF状态，灯管保持亮着。完成日光灯起动作业。假如瞬间灯管没有击穿发亮，则线(17)、(18)间恢复开路状况，线(17)为直流电源电压，如此起动作业重新开始循环，直至灯管击穿发亮成功为止。起动作业每1／60秒循环一次，没有起动闪烁不安的感觉。电感(镇流器)(4)为直流作业，无交流电抗值，只有线圈电阻值，故阻抗小，能量在此损失小，不发热，可缩小体积和降低成本。
直流电路利用半导体配合线路设计可得小体积低成本大量生产的产品，尤其可缩小制成灯泡外型的日光灯，取代传统灯泡，节省大量能源。所有半导体元件起开关作用(SWITCH)，可增长寿命。
请继续参考图4，它是本实用新型之另一实施例电路图。本实施例不用磁场耦合原理而取得直流电之电路。亦可用传统变压器或自耦变压器降低电压，经整流方式变为直流的电路。二极管(41)为半波整流器(亦可用四个二极管构成全波整流器)，二极管(46)防止晶体管(48)之基极逆向导通，二极管(50)则为防止晶体管(52)基极逆向导通，电阻(47)加速晶体管之关断速度，电阻(51)则加速晶体管(52)之关断速度。当齐纳二极管(44)导通时，电流经电阻(45)进入晶体管(48)之基极，使晶体管(48)导通，当线(42)上之电压位较输出端(54)之电压位高出了齐纳二极管(44)之雪崩电压，二极管(46)之电压降，电阻(45)之电压降以及晶体管(48)之基射结电压四者之和时，晶体管(48)将导通，而当晶体管(48)导通时跨于晶体管(52)基射结上之电压降将降为低电位，故晶体管(52)关断，当晶体管(48)截止时，齐纳二极管(55)决定输出端(54)之最大输出电位，齐纳二极管(55)以此方式控制晶体管(52)，因为晶体管(52)之基极电压必须较其射极电压为高，齐纳二极管(55)即限制基极电压之最大值。
电阻(49)提供晶体管(52)导通所需之基极电流、电阻(45)限制晶体管(48)之最大基极电流，而电阻(43)限制流向晶体管(52)之最大电流电容(53)则在晶体管(52)关断时维持输出端(54)输出电压之恒定，此输出即为直流电源。
起动线路线(13)载有起动器之信号源，交流电经二极管(60)半波整形(请参阅图2－b)经电阻(61)、(62)分压，当线(13)电压降到一电平以下时，电阻(61)、(62)分压足使晶体管(63)断路。电阻(64)为限制直流电源线(14)供应给晶体管(72)基极的最大电流，其晶体管(63)的集电极电压电平就如图2－c每1／60秒循环一次。两个晶体管(67)、(68)并联构成一个与门，当灯管未亮，线(17)之电位和直流电源电位相同，此时齐纳二极管(66)击穿电流流入晶体管(67)之基极，使晶体管(67)导通。电阻(65)限制流入晶体管(67)基极的最大电流。此时图2－c之波形可通过进入晶体管(72)之基极，不管晶体管(68)是导通或断路，当晶体管导通时线(17)电位变成低电位，无法使齐纳二极管(66)击穿，所以晶体管(67)断路，但此时晶体管(70)之基极电流无法使其导通而断路。直流电路电阻(71)流入晶体管(68)的基极，使电晶管(68)导通，使晶体管(72)之基极保持高电位，晶体管(72)保持导通。晶体管(63)导通使晶体管(72)之基极电位变为低电位，将晶体管(72)截断，此时电感(4)上之电流瞬断，在线(16)产生高压击穿加热过的灯丝。假如灯管击穿，线(17)、(18)间变成一电阻性阻抗，此时线(17)电位降到一电平(此电平为电感(4)和灯管阻抗之分压)此电平无法使齐纳二极管(66)击穿，晶体管(67)永远截断，此电平能使晶体管(70)导通，晶体管(68)之基极变成低电位，晶体管(68)亦永远截断，如此使晶体管(72)永远保持断路状况，灯管永远亮着。假如灯管击穿不成功，则线(17)电位回复至直流电源电位，则起动作业重新一次，直至击穿为止。因此交流电为信号，所以每1／60秒起动作业循环一次，没有闪烁不安的感觉，其效率可参阅附表所示。
附表日光灯10W电源传统(AC115V)改良(DC60V)总耗电流rms0.128mA0.120mA变压器耗电rms84V(10.7W)16V(1.9W)灯管耗电rms32V(4.1W)44V(5.28W)效率传统日光灯 4.1/(10.7＋4.1) ＝18.9％改良日光灯 5.28/(1.9＋5.28) ＝73.5％
权利要求1.一种省电长寿命不闪烁日光灯之改良装置，其特征在于，该装置先将交流电源转变成直流电源，以此直流电为日光灯的电源供应，配合简单成本低的电感(亦可使用原来传统性的电感)及起动线路构成一完整的日光灯装置。
2.如权利要求1所述之装置，其特征在于，其中包含直流电路，此线路可用直接整流滤波变压器，自耦变压器或电子式(如实例)取得。
3.如权利要求1所述之装置，其特征在于，其中起动器包含有一起动电路，以加热灯丝和截断直流电流。
4.如权利要求1或2所述之装置，其特征在于，其中之电感包含有一较简单低成本的电感(镇流器)，其一端接直流电源，另一端接于灯管的灯丝，以直流电流在其内部瞬间截断产生高压反电动势以击穿灯管。
5.如权利要求3所述之装置，其特征在于，其中起动电路包含二个比较电路，一个或门及一个与门，当灯丝电压在一范围电压电平上或下时，使或门输出为高电位，则与门之输出受另一输入线控制。
6.如权利要求3所述之装置，其特征在于，其中起动电路包含一个方波产生器，其输出高电位时可加热灯丝(即直流电流导通)，低电位时截断直流电流，可用振荡电路或交流电为信号对应产生的方波信号(如实施例电器)。
7.如权利要求4所述之装置，其特征在于，其中包含一开关器作为直流电流的开闭器，此开闭器受与门输出所控制，当灯管未击穿时，其受方波信号所控制，但当灯管击穿后，因与门输出永远为低电位，所以其永远关闭。
8.如权利要求1所述之装置，其特征在于，当灯管小时，电感很小，其它电子零件可集成电路化或小形化，而将其包入灯泡内制成省电长寿命不闪烁灯泡。
9.如权利要求1所述之装置，其特征在于，当日光灯起动器以按钮开关取代时，可将直流电路制成一附加形式，一端接交流电流，一端接日光灯插头而构成省电长寿命不闪烁的日光灯。
专利摘要本实用新型系改进传统性日光灯装置，其特征系先将交流电源改变成直流电源，以直流电源为日光灯的电源供应，配合简单低成本的电感[(俗称镇流器)亦可使用原来的电感]及起动器构成一日光灯实用新型。其主要优点是省电、长寿命、不闪烁，而且结构简单，成本低，使用的半导体元件可小形化或集成电路化，利于大量生产。
文档编号H05B41/16GK2045174SQ8920208
公开日1989年9月27日 申请日期1989年2月23日 优先权日1989年2月23日
发明者魏成 申请人:魏成