压电式陶瓷升压放电管制造技术

本实用新型专利技术涉及一种人工光源，尤其是一种使用压电材料的陶瓷升压放电灯管，该放电灯管用陶瓷升压器替代原来日光灯的线圈变压器并将其封装于玻璃管内，利用陶瓷升压来控制电压电流功率，使不致过渡激发，温度不升高，从而达到降低使用成本，延长使用寿命的功效。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属电光源
，尤其是一种使用压电材料提供光源电压的放电管。目前，日常用的日光灯是一种利用气体放电现象和荧光作用的冷光电灯，其结构如图1所示。它有一细长的玻璃管1，管内注入水银蒸气和少量氩气，管内侧壁涂上荧光粉2，两端装有灯丝3，为增强灯丝的放射能力，其上可涂覆氧化钙或氧化钡。灯丝本身兼作电极，延伸到灯管外与电源相接的是插脚4。当灯管两端的灯丝加以高电压时，由阴极发射的电子撞击气体原子而产生放电，并由荧光粉膜的作用，发出可见光线。为使气体游离放电，在开始时，于灯管两端必需加以高电压。为此，日光灯必须附装有起动装置，如镇流器、启动器等。这种日光灯由于有相当一部分电功率变成其它形式的能量。如热能而浪费掉。如果以功率因素讨论其整个电路功率因素仅为0.5～0.6。而且这种日光灯所用电感式镇流器等体积大、质量重、散热慢，比较笨重。此外，由于电极发射物质因过度激发、温度过高，而使灯管壁端部容易产生发黑，影响灯管的寿命。本技术的目的在于提供一种利用陶瓷升压来控制电压电流功率的放电管，使发射物质不致过度激发，温度不升高，从而可延长灯的寿命，避免高压功率浪费。本技术提出的一种压电式陶瓷升压放电灯管，是用压电式陶瓷升压器取代原有日光灯用的线圈式漏磁变压器，并利用其(1)超薄式，(2)体积小，(3)耐高温，(4)重量轻的特性封装于玻璃管内，借以实现高起动电压及工作电压的高压转换，并达到更理想的转换环境。本技术的放电灯管其压电式升压器封装于真空管内较之置于大气中有如下优点(1)不易氧化，(2)振荡阻尼小，(3)放电效果好，(4)无电磁干扰及放电干扰。本技术设计的压电式陶瓷升压放电灯管，其结构如图2所示。它由一个灯管10、封装头11、导电层12、陶瓷升压器13构成。其中，灯管内可被真空封装再注入一种容易被激发产生游离放电的物质，如水银蒸气和少量氩气，灯管内壁涂有荧光粉膜。灯管一端外边有与电源连接的输入端插头14，在另一端适当位置设有导电端15，导电端与输入端之间的灯管外壁有一导电层12，使之形成电连接。该导电层可用透明或透光材料制成。典型的可用卤化锡雾化加温积层制成，也可以使用导电油墨或简单地以一条导线即可达到相同目的；陶瓷升压器设置于灯管内。本技术中的陶瓷升压器13基本上为一压电材料，利用压电原理制成，其基本理论为当某些物质(如陶制的、晶体的或其它)被机械加压而发生变形时会产生电压，即机电转换特性；而当这些物质外加一个电压，也会发生变形而产生压力，亦即电机转换特性。利用此压电材料的电机、机电转换特性，配合元件的振动部分、发电部分的电极设计，由输入电压使压电片处在共振状态，再由正压电效应，将高压转换成电压输出达到变压效果。具体结构如图2和图3所示，图4为其原理图。输入端以IN表示，在输入端箭头方向表示产生的振动。另一端为输出端以OUT表示，箭头方向表示因振动在输出端产生的电压，如此经由输入端加上一电压，即可在输出端得到不同的转换电压。至于输入端的电压可借由不同的陶瓷配方来确定共振频率的共振点，而输入的电压、频率可由一个晶片来管理。实验证实，陶瓷压电片作为压电变压器，可确保95％以上的高功率。而一般的线圈变压器其效率为70％～80％。本技术中压电升压器13的构成如下。以陶瓷压电片131为基础，其一端为压电片的输入端134、135，分别与灯管的输入端插头14连接，以便接受输入的电流；其另一端为输出端132，输出端前面是放电电极133a，与和灯管导电端15连接的另一放电电极133b相对应。当输入端电压的电机与机电效应转换至放电电极，放出自由电子，并进而激励电子高速奔驰产生放电。而在放电初期瞬间，导电层或导线12在输入端插头14和导电端15之间形成电导通，待自由电子加速后亦即启动后，放电电极133的自由电子高速奔驰于电极133a与电极133b，电阻降低，此时可由外在输入一较低的电低即可维持放电。作为使用本技术的一种电路如图5所示，陶瓷升压器13设置于放电管10内，以便提供放电管之起动与实际工作不同电压的需求。电源20经导线La与控制LC30有电连接，并分别以导线Lb在IC之一输出端与放电管的输入端插头14相接，而放电管的导电端15借导线Lc与电源20连接，从而形成一导电回路。由上面的说明可知，本技术中使用了陶瓷升压器，因而不需要传统日光灯必配的起动器和镇流器，仅籍由该压电材料，自输入端输入电压，经电机、机电转换不同的启动与工作电压来达到激发电子放电及维持放电的功效。根据图3，本技术中的陶瓷升压器可封装于玻璃管内，经抽真空，加热及高压撞击极化处理，达到更好的工作环境。另外，放电电极133(包括133a和133b)可因不同形状的灯管而改变电极形状来配合理想的放电形式。图中实施例的放电电极仅为一应用例说明，而不局限于这种配合形式。本例中，放电电极133a和133b为二个前叉型态，其叉子彼此相对，以便互相对准放电。综上所述，本技术的工作原理如下，电源20提供直流或交流的电压，经导线La，由控制IC30负责提供一起动的高电压与工作的相对较低电压，再经由导Lb与放电管10的一端连接，而借导线Lc与电源20形成回路。当放电管在起动时，控制IC30提供一相对较高的起动电压，经由陶瓷压电片组13的电机、机电压电转换效应经电极133a、133b放出电子，此时放电灯管两极借电导膜或导线12形成回路，待电子加速后启动，即可经由两放电电极133a、133b间维持放电。根据上述方案设计的放电灯管具有如一些优点，其中一些是直接由放电灯管中以陶瓷升压器取代传统的启动器和镇流器而得到，一些则是间接得到。首先，陶瓷升压器制成成本低，使用寿命长，工作稳定；在性能方面，陶瓷压电片具有特定的共振工作频率，不会产生频率及杂音的干扰，且任何电压都适用，高低升压比容易调整，因此明亮度容易控制；另外，陶瓷升压器工作温度低，高亮度高转换率，使整个效率大为提高。从整体来说，陶瓷升压器的使用使整个系统的使用成本下降，寿命延长。 附图说明图1为现有日光灯构造示意图。图2为本技术放电灯管的构造示意图。图3为本技术中使用的陶瓷升压器构造示意图。图4为陶瓷压电片的原理图。图5为一种使用本放电灯管的电路示意图。其中标号为1玻璃管，2荧光粉膜，3灯丝，4插脚，10放电灯管，11玻璃灯管，12导电层，13陶瓷升压器，131陶瓷压电片，132输出端，133(包括133a,133b)放电电极，134、135陶瓷压电片输入端，14输入端插头，15导电端，20电源，30控制IC,La、Lb、Lc为导线。实施例，根据图2所示，通常的40瓦日光灯，导电层12为卤化锡雾化加温积层制成，陶瓷升压器的陶瓷压电片采用方形，放电电极133a和133b用前叉式，相互对准，以利放电。其余按通常的日光灯制作工艺，进行抽真空、封装，注入水银蒸气和适量氩气即可。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电式陶瓷升压放电灯管，由一个灯管、封装头、导电层、陶瓷升压器构成，灯管可被真空封装再注入容易被激发产生游离放电的物质，内壁涂有荧光粉膜，其特征在于：－灯管的一端设有输入端插头，以便接受输入电压；－灯管的另一端适当位置设有一导电 端；－陶瓷升压器设置于灯管内，其压电材料的一端与灯管的输入端插头电连接，另一端为输出端接放电电极，经由电机、机电转换效应提供一启动与工作电压；－灯管外壁设有一透明或透光导电层，使灯管的输入端与导电端形成电连接。

【技术特征摘要】
1.一种压电式陶瓷升压放电灯管，由一个灯管、封装头、导电层、陶瓷升压器构成，灯管可被真空封装再注入容易被激发产生游离放电的物质，内壁涂有荧光粉膜，其特征在于——灯管的一端设有输入端插头，以便接受输入电压；——灯管的另一端适当位置设有一导电端；——陶瓷升压器设置于灯管内，其压电材料的一端与灯管的输入端插头电连接，另一端为输出端接放电电极，经由电机、机电转换效应提供一启动与工作电压；——灯管外壁设有一透明或透光导电层，使灯管的输入端与导电端形成电连接。2.根据权利要求1所述的陶瓷升压放电灯管，其特征在于上述陶瓷升压...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄显荣，
申请(专利权)人：上海宇宙霓虹有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]