脉冲式充气灯制造技术

运作方案：周期性地馈电给充气灯管／灯泡，每周Ｔ的小部分时间Ｔｃ内灯功率Ｐｍａｘ为矩形脉冲波形，大部分时间Ｔｏ内灯功率为零或很小即Ｐｍｉｎ，使脉冲灯功率远大于灯功率有效值，频率足够高时，其脉冲光通量被人眼感觉且无闪烁感，从而成若干倍地提高光效。据此设计出：有闸流管特性的闸流式充气灯管，大幅度缩小长度的同轴型充气灯管／灯泡，改善电光性能的有隔热层的汞灯管／灯泡，多种电路方案和实用电路，一体化的脉冲式充气灯泡等。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电光源技术。众所周知，充气灯是一种接通电源后即可独立运作而产生可见光或不可见光的电光源，它包括馈电装置(具有启动或触发、限流或换流等功能的电气装置或电子装置)、电光源器件即充气灯管/灯泡、附件(管座、灯罩等)，电路图可以表示其主要的技术特征，所采用的电路取决于运作方案、充气灯管/灯泡的电光特性、电源的种类(交/直流)和规格(高/低电压)、是否侧重于某些指标如可靠度、经济性、体积等。对充气灯的改进和创新，国内外进行了大量的研究，具有特点且技术较为成熟者有电子镇流器式荧光灯、采用高效荧光灯管的节能型荧光灯、无电极荧光灯，前二者的电光转换率即发光效率也即光效有所提高，后者寿命极长、使用简便，现有的充气灯的光效最高值为100流明/瓦左右，似乎再难提高。本专利技术的目的是，提供采用全新运作方案、光效极高的充气灯和与之配套的闸流式/同轴型/有隔热层的各种充气灯管/灯泡以及一体化的脉冲式充气灯泡。附附图说明图1是本专利技术的运作方案示意图，附图2是闸流式充气灯管/灯泡的电路图，附图3是5种电路方案的电路图，附图4/5/6/7/8是5种实用电路图，下文将结合附图，详细说明本专利技术的技术方案。附图1是本专利技术的运作方案示意图即灯功率-时间特性图，纵轴为充气灯管的灯功率PG，横轴为时间t，馈电装置周期性地馈电给充气灯管且具有下述特征，即每个周期T的一部分时间Tc内的灯功率波形为矩形脉冲、数值为pmax，另一部分时间To内的灯功率为零或很小即Pmin，周期T=Tc+To，令Tc远小于To，则灯功率有效值远小于脉冲灯功率，即脉冲灯功率远大于灯功率有效值，并产生相应的脉冲光通量等光参数，由于人类的眼睛对这种强光的感觉有时间延迟，故光效得以异乎寻常地提高，显然Tc愈小、To和T愈大则光效愈高，Tc的缩短受充气灯管的电特性和电路等因素的限制，其周期的延长即频率的降低，在普通用途即纯照明的电光源中受人的视觉特性的限制-电影每秒种闪光48次(每秒钟放映24帧，每帧放映2次)，电视每秒钟闪光50/60次(场频50/60Hz)，荧光灯每秒钟闪光100/120次(电网频率50/60Hz，灯管每周导通与截止各2次)，正常情况下人眼均无闪烁感，其原因是，当瞬时光周期性断续地发生时，人眼对一次瞬时光的感觉延续至下次瞬时光发生时，则人眼感觉光是连续而无间歇的即无闪烁感，但是，荧光灯在电网电压很低或/和气温很低或/和灯管衰老时，人眼感觉灯光有相当程度的闪烁，上述三种非常情况发生时，灯管在交流电的每半周内的导通期缩短、截止期延长即灯电流和灯功率及灯光的占空比减小，重复频率未变(电网频率未变)，这表明，要使人眼对周期性断续的瞬时光无闪烁感，一定的灯功率和灯光的占空比要与相当高的频率相配合，其规律是占空比愈大、频率下限愈低(如电影、电视)，占空比愈小、频率下限愈高(如荧光灯)，故本专利技术中若力图采用极小的灯功率占空比以谋求极高的光效时，还要配以足够高的频率，即频率的下限应以人眼对其灯光无闪烁感为限度，光效的极度提高因此受到限制，虽然如此，相对于现有的充气灯，光效提高数倍以上是容易实现的；此外，有些特殊用途的闪光电光源利用人眼对灯光的闪烁感而制造引人注目的视觉效果，如午厅和午台用的闪光灯、救护车和警车用的闪光武警灯、商业广告灯、交通标识灯和室内安全通道标识灯、导航用的浮标灯和灯塔投射灯等，若采用本专利技术，其频率上限以人眼对其灯光有闪烁感为限度(与上述的普通用途的照明电光源的频率下限相邻接)，实用的最佳频率依产品的用途而定，有的甚至是极低频；本专利技术的运作方案利用了充气灯管能瞬时发光且其持续时闻可设法作到极短的特性和人的视觉特性，由于电光源在绝大多数情况下是为人类的眼睛服务的，以现场中的人的视觉感受为最终目的，故本专利技术应用很广、意义颇大，当然也不排除涉及其他动物的用途，如诱虫、灭蚊用紫外线灯。上述的无电极荧光灯，又称感应式荧光灯，包括高频振荡电源及其负载感应线圈、荧光灯泡、附件，荧光灯泡按现有的荧光灯管制造技术制造，如在玻璃泡壳内表面涂复荧光粉等，其轴中心位置设置感应线圈，高频振荡电源的零件高密度地组装在园柱形的外壳内，其一个端面电联接和机械联接普通灯头如螺口灯头，另一个端面电联接和机械联接感应线圈和荧光灯泡，成为外形近似于白炽灯泡的一体化电光源，装入普通灯座即可使用，装卸极为简便，其运作方案与普通的充气灯的伏安导电方式截然不同-高频振荡电源馈电给感应线圈产生高频电磁场，电离荧光灯泡内的汞蒸气而产生紫外线，再激发荧光粉而发出可见光，这种新型电光源在技术上已趋成熟，已报道的有E型灯(美国专利产品)和QL灯(飞利浦灯光公司)及长明灯(松下公司)等，因荧光灯泡内没有电极，其寿命只取决于荧光粉的衰退故极长，据称可达2-6万小时，光效与相同功率等级的普通荧光灯相等或稍低，可结合本专利技术的特征加以改进(参看附图1)-将原高频振荡电源改为周期性断续工作的或周期性调幅的高频振荡电源，每个断续周期或调幅周期T的一部分时间Tc内振幅很大且其包络波形为矩形，另一部分时间To内停止振荡或振幅很小，高频振荡波的包络波形为矩形的部分所占的时间Tc远小于停止振荡或振幅很小的部分所占的时间To，这样就使前者的脉冲灯功率远大于灯功率有效值即大幅度地提高光效，这种脉冲式无电极荧光灯兼有二者的优点，即光效极高、寿命极长、使用极为简便。与上述的运作方案相比，比较简单有效、易于实施的是直流脉冲电流运作方案(参看附图1)馈电装置周期性断续地馈给充气灯管直流脉冲电流且具有下述特征，每个断续周期T的一部分时间Tc内的灯电流波形为矩形脉冲，另一部分时间To内停止馈电即灯管截止，灯管的导通期Tc远小于截止期To，这样就使脉冲灯电流与灯电流有效值之比很大，虽然由于灯管的负阻特性，脉冲灯功率与灯功率有效值之比小于脉冲灯电流与灯电流有效值之比，但仍然大于甚至远大于现有的充气灯，即光效得以大幅度地提高。一个存贮有相当高的电压的电容器即贮能电容器对具有负阻特性的充气灯管放电，即产生峰值很大、持续时间很短的直流脉冲电流、脉冲灯功率、脉冲光通量，照相机电子闪光灯即如此；大部分充气灯管/灯泡在很大的电流范围内，其伏安特性表现为电流增大时管压降减小、电流减小时管压降增大，即负阻特性；众所周知，由直流电源供电，电阻器、电容器、二端或三端负阻器件可组成驰张振荡器，常用作晶闸管SCR的触发器，若用于本专利技术，由于电阻器损耗较大，则用低频扼流圈或晶体管变换器取代电阻器而与贮能电容器、具有负阻伏安特性的充气灯管组成驰张振荡器，灯管既是构成驰张振荡器的三要素之一的具有击穿电压值的负阻器件，导通时又是电光转换器件即电光源器件，且导通期远小于其截止期、直流脉冲电流数值很大，成为上述的直流脉冲电流运作方案的一种简单而有效的实施方案，应当指出，贮能电容器应采用无分布电感的电容器，否则灯电流的波形将偏离矩形波而趋向正弦波，此外，充气灯管还必须配置触发器予以触发。假设在上述的驰张振荡器中采用现有的充气灯管，由于灯电流有效值远小于额定值，对于低压汞灯管，将不能产生热电子发射故不能采用，对于氙灯管等，将使热电子发射严重不足，导致电光特性和动态范围极不稳定，难以实用，此外，由于现有的充气灯管均为电极闻距很大的充气二极管，故难以启动与调控，根据上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
脉冲式充气灯，包括馈电装置、充气灯管／灯泡、附件，本专利技术的特征是，所述的馈电装置周期性地馈电给充气灯管／灯泡且具有下述特征，每个周期（Ｔ）的一部分时间（Ｔｃ）内的灯功率波形为矩形脉冲，另一部分时间（Ｔｏ）内的灯功率为零或很小，前者（Ｔｃ）远小于后者（Ｔｏ），使前者（Ｔｃ）内的脉冲灯功率远大于灯功率有效值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：李上灿，
申请(专利权)人：李上灿，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]