专利名称：起动电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包括一个发热开关和一个安全开关的串联结构的起动电路，该电路的发热开关和安全开关各具有一个封闭空间，伸入到各自封闭空间的一对电流导体和安装在密闭空间内并与其中一个导体相连的双金属元件，发热开关的密闭空间中设有可电离填充物，发热开关在冷态下是断开的，而安全开关在冷态下是闭合的，另外该起动电路还包括一个用于使安全开关断开的热源和一个用于保持安全开关断开的热源。
这样的起动电路为DE815365所已知。发热开关和安全开关为此目的彼此热耦合。旁路安全开关的电阻用于保持安全开关打开的热源。
该公知的起动电路用于引燃具有可预热电极的低压放电灯。用于这个目的的公知的起动电路构成使低压放电灯与具有连接端子的电感相串联和使该起动电路赖以旁路放电灯和与电极串联的电路的部分。
当连接端子与一个电源相连时，发热开关交替地进入断开和闭合状态。在闭合状态，一个电流经起动电路流过电极。这个电流使放电灯的电极达到一个较高的温度，这个温度足以使放电灯产生引燃的电子发射。
从闭合状态到断开状态的转换切断了通过放电灯电极的电流，从而使与灯串联的电感元件产生一个引燃电压脉冲。如在该引燃电压脉冲引起在放电灯的两电极之间的放电，则放电灯上的这个电压降得很快，因而在发热开关的两电流导体之间的电压也降得很快，以致使发热开关保持在断开状态，在两个电流导体间的触点和发热开关停留在断开状态。
可是如果反复引燃操作仍不能使低压力放电灯中放电，则由于安全开关与发热开关热耦合，安全开关被加热到能使安全开关的双金属元件弯曲的程度。这将使安全开关呈现开路状态。其结果，电流将开始流过旁路安全开关的阻抗。在这个阻抗上产生的热使安全开关处在开路状态，以致不能进一步产生引燃脉冲。由此所带来的缺点是使安全开关从进入闭合状态到再次断开电源后所经过的时间、即下面所谓的恢复时间变得较长，这使确定到底是应更换灯还是其它故障的困难变大。
本发明的目的是提供一种在开始那段中所描述的那种起动电路，该电路具有比较短的恢复时间。按照本发明，为此目的而在开始那段描述的那种起动电路的特征在于用于保持安全开关开路的热源由在安全开关的密闭空间中的可电离的填充物构成。安全开关的可电离填充物质是例如一种惰性气体或惰性气体的混合物，当作为发热开关的填充物时，例如是一种惰性气体Ne和Xe的混合物，例如Ne95Xe5(mole％)，Ne99Xe1或例如一种惰性气体Ne和Ar的混合物，例如Ne99Ar1或Ne25Ar75。填充压力可以在从10至100mbar之间。
当灯引燃失败，使安全开关开路的热源引起安全开关开路时，将在安全开关的两电流导体之间产生辉光放电。在辉光放电时产生的热使安全开关的双金属元件处在开路状态。因为安全开关的可电离填充物质的热容量与一个阻抗元件的热容量相比小到可以略去不计，所以在电源切断后安全开关的双金属元件很快地变冷。
用于使安全开关开路的热源例如是发热开关，在此情况下，发热开关与安全开关热耦合，在一个实用的实施例中，用于使安全开关开路的热源是一个与安全开关热耦合并与发热开关串联的阻抗元件。为增强这种耦合可以把这个阻抗元件例如通过导热胶或金属带固定到安全开关上，该阻抗元件最好是一个电源电阻器(例如线绕电阻器)在灯出现故障时安全开关开路瞬间的长短可以通过该阻抗元件的电阻值很容易选定，在实践中，该阻抗值将在5至100欧姆之间。
在一个可取的实施例中，发热开关被一个由一个电抗元件组成的支路旁路。借此可以使保持安全开关的两个电流导体之间的辉光放电的电压更高。这将使选择安全开关的范围更宽。
该电抗元件最好是一个容抗元件，以便防止发热开关的切换失灵。该支路由容抗元件和阻抗元件的串联结构是可取的。该阻抗限制了通过容抗的电流，以便不使这个电流不必要强加给发热开关起动的容抗和电流导体上。
与发热开关不同，安全开关在冷态下是闭合的。除这个不同外，安全开关可以通过在发热开关领域常用的和本技术领域人员熟悉的工艺和材料来实现。
下面将结合附图更详细地说明本发明的起动电路的上述的和其它的方面。
图1示意地示出一种具有一个起动电路的电路结构。图2示出了本发明的起动电路的第一实施例。图3示出了作为一个以时间为自变量的温度函数。图4示出了本发明的第二实施例。
图1示出了一个包括有感抗元件b、放电灯c和起动电路1的电路结构。该电路结构有用于与一个电源(例如城市供电网)相连的输入端子a1、a2。放电灯C与输入端子a1、a2相连，感抗元件b连接在这两个输入端之一(在图中是a2)和与灯相连的电极d2之间。起动电路1旁路灯c并与连接到灯上的电极d1和d2相串联。
在图2中更详细地示出了本发明的起动电路1的第一实施例。起动电路1是一个串联结构，该串联结构顺次由发热开关10、阻抗元件11和安全开关12串联组成。发热开关10和安全开关12各自有一个分别被外壳10d、12d包围的空间10a和12a。一对电流导体10b、10c穿过发热开关10的外壳10d进入封闭空间10a。一对与电流导体10b、10c中之一(在此是10c)相连的双金属元件10e安装在发热开关10的封闭空间10a内。双金属元件10e有一个由Ni20Fe74Mn6(重量百分比)材料制成的主动侧和一个由Ni36Fe64材料制成的被动侧，被动侧朝向另一电流导体10b。发热开关10在冷态下开路。发热开关10的密闭空间10a充有可电离物质，在此例中填充压力为35mbar的Ar75Ne25(摩尔％)。一对电流导体12b、12c穿过安全开关12的外壳12d进入密闭空间12a，一个与电流导体12b、12c中之一(在此为12c)相连的双金属片12e安装在安全开关12的密闭空间12a内。安全开关12的双金属片12e也有一个由Ni20Fe74Mn6(重量百分比)构成的主动侧和一个由Ni36Fe64材料构成的被动侧，但安全开关12的主动侧朝向另一电流导体12b。在本实施例中的安全开关12在冷态下是闭合的。起动电路1还包括一个用于断开安全开关并由与发热开关10相串联的阻抗元件11构成的热源。阻抗元件11由例如一个阻抗值为12欧姆的线绕电阻构成。阻抗件11通过辐射和传导与安全开关12的双金属片12e热耦合。为了加强这个热耦合，而通过导热胶14将阻抗元件11固定到安全开关12上。
起动电路1还包括一个用于使安全开关12开路的热源。按照本发明，这个热源通过在安全开关12的密闭空间12a中填充可电离物质而构成，在本例中，填充物是填充压力为60mbar的Ne90Ar10(摩尔％)。
发热开关10被由一个电抗元件13组成的支路旁路。该电抗元件13在此是一个容抗元件。IEC标准7.12.1允许的最大电容值为20nF。在此所用的容抗元件13是5nF的电容器。在所示出的实施例中，该支路是一个容抗元件13和阻抗元件11的串联结构。
按照本发明的起动电路操作如下发热开关10在冷态下断开、而安全开关12闭合。当该电路结构接通时，在发热开关10的密闭空间10a中的电流导体10b、10c之间发生辉光放电。该辉光放电加热开关10的双金属元件10e。与电流导体10c相连的双金属元件10e在上述加热效应的作用下被加热。从而使双金属元件10e与电流导体10b接触。这个接触发生后使辉光放电熄灭，而电流将流过放电灯c内的电极d1和d2，再流过起动电路1的阻抗元件11和感抗元件b。这个电流使放电灯c的电极d1和d2加热到使放电灯能正常引燃所需产生的足够发射的电流的温度。在发热开关10中辉光放电熄灭后，发热开关10的双金属元件10e冷下来，由于发生变形而使发热开关10变成打开状态。结果使通过灯c的电流中断，感抗元件b产生一个引燃电压脉冲。如果由于该引燃电压脉冲而将灯c引燃，则发热开关将仍处在断开状态。如果灯c引燃失败，则辉光放电又将在发热开关10的两个电流导体10b、10c之间发生，其中加热电极d1和d2及产生一个引燃电压脉冲的过程将自动地重复进行。在阻抗元件11中产生热是由于电流在发热开关10闭合后的时间间隔内流过的电流而引起的。借此与阻抗元件11热耦合的安全开关12的双金属片12e被加热。
在图3，曲线A示出了安全开关12的壁温TW与上述电路结构接通后所经过的时间函数关系，在图3中所示例子中的壁温TW在引燃失败时刻t1(1.2分)在灯C的那部分高达110℃。使安全开关的双金属元件12e变形达到使安全开关12变成开路状态的程度。随着安全开关变成开路状态，辉光放电将在电流导体12b和12c之间产生。这个辉光放电被一个流过容抗元件13接着可能通过发热开关10和阻抗元件11的电流维持。在安全开关12的密闭空间12a内的辉光放电释放保持安全开关在开路状态的热量，以便不再产生引燃电压脉冲。随着安全开关处在断开状态，在阻抗元件11上不再产生任何热量，所以使壁温TW在几分钟内降到比较低的温度45℃左右。
在DE815365公知的起动电路中，在安全开关的密闭空间的填充物按照能否发生放电的要求来选择。在这个公知的起动电路中，用一个阻抗元件作为使安全开关开路的外部热源，在安全开关开路后也保持该比较高的壁温TW(见图3曲线B)，在安全开关冷却到足以再呈现闭合状态的程度前，该电路结构断开后要花费比较长的时间。
在本发明的起动电路中，与上述公知的起动电路相比，通过在安全开关断开后使在安全开关的密闭空间12中的可电离填充物辉光放电来保持这个闭合状态。在安全开关断开时，安全开关12外部的部件也可以随着冷却下来。因此本发明的起动电路的恢复时间比较短。
如果将图2中所述的起动电路用在一个起动和供给低压辉光放电灯相当低的额定电源的电路结构中，则为了产生安全开关12所需的足够热量而必须具有一个比较高阻值的阻抗元件11。在图2的实施例中，比较高的阻值不能降低对容抗元件13的干扰的抑制作用，特别是在电源电压的谐波高的情况下，这一点要特别注意。然而，在图4的实施例中这种不利影响在具有比较高的电抗值的电抗元件11在情况下确实存在。由于这个原因，在图4的实施例中只在电抗元件11具有比较低的电阻值的情况下才能满意地实现。
与图2中那些相应的部件具有加上100的参考数字。在图4中，发热开关110被只由一个容抗元件113组成的支路旁路。图4的实施例使用在起动和供给低电压放电灯的比较低功率的电路结构中是具有吸引力的。在这个实施例中，用于使安全开关开路的热源也是一个阻抗元件111。然而发热开关110只被容抗元件113旁路的事实意味着阻抗元件111可以有一个比较高的阻值，但不能降低对容抗元件113的干扰的抑制作用。
权利要求
1.一种起动电路(1)，该起动电路由一个发热开关(10)和一个安全开关(12)的串联结构组成，发热开关和安全开关各自有一个密闭的空间(10a，12a)、伸入到各自密闭空间中的一对电流电极(10b、10c；12b、12c)和配置在密闭空间内并与电流导体(10c、12c)之一相连的双金属元件(10e、12e)，发热开关(10)的密闭空间(10a)中设有可电离填充物，发热开关(10)在冷态下开路，而安全开关(12)在冷态下闭合，该起动电路(1)还包括一个用于使安全开关(12)开路的热源(11)和一个保持安全开关(12)开路的热源，其特征在于用于保持安全开关开路的热源由在安全开关(12)的密闭空间(12a)中的可电离填充物构成。
2.如权利要求1所述的起动电路，其特征在于用于使安全开关(12)开路的热源是与安全开关(12)的双金属片(12e)热耦合并与发热开关(10)串联的阻抗元件(11)。
3.如权利要求2所述的起动电路，其特征在于发热开关(10)被由一个电抗元件(13)组成的支路所旁路。
4.如权利要求3所述的起动电路，其特征在于所述电抗元件是一个容抗元件(13)。
5.如权利要求2或4所述的起动电路，其特征在于所述的支路是容抗元件(13)和阻抗元件(11)的串联结构。
6.如权利要求4所述的起动电路，其特征在于所述的支路只由一个容抗元件(113)组成。
全文摘要
本发明的起动电路(1)包括一个发热开关(10)和安全开关(12)的串联结构。发热开关(10)和安全开关(12)各自有一个密闭空间(10a、12a)、伸入到密闭空间中的一对电流导体(10b、10c;12b、12c),配置在密闭空间中并与电流导体之一(10c;12c)相连的双金属元件(10e、12e)。发热开关(10 )的密闭空间(10a)中设有可电离填充物,发热开关(10)在冷态开路,安全开关(12)在冷态闭合。该起动电路(1)包括使安全开关(12)开路的热源(11)。该起动电路还包括用于保持安全开关(12)开路的热源。本发明起动电路(1)的特征在于:用于保持安全开关(12)的热源由在安全开关(12)的密闭空间(12a)中的可电离填充物构成。
文档编号H05B41/08GK1263686SQ99800486
公开日2000年8月16日 申请日期1999年4月6日 优先权日1998年4月17日
发明者R·H·范费尔赫伊津 申请人:皇家菲利浦电子有限公司