带有降低系统瓦数用的器件的照明系统技术方案

一种带有工作在稳定镇流器上的高压气体放电灯的照明系统，包含低损耗器件来减小通过该镇流器和放电灯的电流，以达到节能而使系统的瓦数降低。对于超前型的镇流器，是与该放电灯并联的电容性器件。对于滞后型的镇流器，是与该放电灯并联的电感性器件。此器件可处在连接镇流器和放电灯之间的外罩中，或放电灯的外壳中。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及包括高压气体放电灯在内的照明系统，该系统带有一降低该照明系统中系统瓦数用的器件。本专利技术还涉及安装有该器件的高压气体放电灯。高压气体放电(HID)灯，尤其被广泛应用于工业、商店照明以及其他方面。高压气体放电灯，乃是一种带有放电容器(例如由石英玻璃或陶瓷制成)和填充物的灯，以便通常工作在约2个大气压以上时维持放电电弧。高压钠灯、高压汞灯以及金属卤化物灯，属于高压气体放电灯。如同低压气体放电灯(例如荧光灯)的情况一样，高压气体放电灯具有负阻特性，并且需要稳定镇流器以控制放电灯工作时通过该灯的电流。没有镇流器，放电灯的电流将迅速增大，且在放电灯点燃之后难以控制，导致放电灯故障。最简单的镇流器是与放电灯串联的扼流线圈，且其阻抗是根据预定以保持放电灯电流在所需水平时该型放电灯的工作电压来选择的。这样的镇流器具有不希望的低滞后功率因数(电流滞后于电压)。为了提高此功率因数以及降低起始电流，与其扼流线圈并联接入一电容器。在美国，高压放电灯所用的镇流器通常具有超前的功率因数(电流超前于电压)是通过与电感线圈串联的电容器提供的。以上就是最简单的镇流器构形。应用于高压气体放电灯的非常通用的商品化镇流器，是不变瓦数的自耦变压器(CWA)，能够提供稳定的功率而不管电网电压常见的波动情况。这种镇流器包含高电抗的自耦变压器(一种其部分绕组由次级和初级线圈共用的变压器)和与放电灯串联的电容器，并提供超前的功率因数。在美国，照明约占电力的20-25％。对于商店、办公室和仓库来说，照明可能要高达其电力消耗的50％。因此，在照明系统中节约电能，可以为这些商务部门提供总电能使用方面的相当大的节约。商品化的高压气体放电照明设备，采用多个遍及被照明区域的分散的照明器。一个照明器是一个完整的照明机构，它物理支承器镇流器及其外壳、灯座和灯，通常还有一个调整光线的反射镜。改进耗能效率的一种途径是，用新的带有更高效率的放电灯和镇流器的照明器来取代现有的照明设备。例如，用带有高压钠灯和为其设计的镇流器的照明装置替代带有传统汞灯和CWA镇流器的照明器，将为照明系统提供更高的效率。采用这种方法的缺点在于原始投资的成本费用高。另外一种方法是仅用效率更高的放电灯替换该照明器中的放电灯以得到非常低的成本，因为保留了原有的镇流器和照明装置组件。该放电灯类型可不同于被替换的放电灯。例如，通常是用高压钠灯替换汞灯，它比相同瓦数的汞灯具有更高的效率，并可在同样镇流器上工作。此新的放电灯类型也可与被替换的放电灯相同，但改变为与现有的镇流器一同工作时使用较低的能量。例如，一种节能途径是用具有较低额定电压的高压钠灯来取代相应额定电压的高压钠灯。一般说来，当使用CWA镇流器时，额定的灯电压降低约20％，可使放电灯瓦数降低约10％。虽然降低放电灯的电压能够获得节能，但其缺点是通过放电灯和镇流器的电流上升。这就引起比使用原来放电灯时更高的镇流器损耗，并且造成系统瓦数下降比放电灯瓦数下降要少得多。如放电灯电压下降约20％，该系统的瓦数仅下降约为放电灯瓦数下降约10％的5-7％。因此，本专利技术的目的是降低应用气体放电灯气体的照明系统的瓦数，但并不改变原有的镇流器。一般说来，根据本专利技术的照明系统，包括一气体放电灯、一在放电灯工作时控制通过该放电灯电流的镇流器，以及连接在该镇流器和放电灯的放电容器之间的减小放电灯工作时通过该放电灯电流的电流减小器件，该器件的电损耗比放电灯的放电容器或镇流器的电损耗低。通过减小经过放电灯和镇流器的电流来减小放电灯的瓦数，与只降低改进型放电灯的额定灯电压相比，镇流器的损耗将会减小。只要额定的灯电压保持相同，尽管放电灯瓦数较低放电灯瓦数和系统瓦数的降低基本上相同。为达到最大节能，该器件最好基本上没有损耗。比较有利的作法是使减小电流器件与放电容器并联。为了得到基本合适的电流，此并联器件的阻抗应比该放电灯放电容器的阻抗高约10至20倍。其优点为，流过该器件的电流能比其与放电灯串联时少得多，所以其损耗将低很多，因损耗与电流的平方成正比。在与超前型镇流器配用的实施例中，此用来减小电流的器件包括与该放电灯并联的容性器件。比较有利的作法是，该容性器件为具有极低损耗的电容器元件。该电容器可被包含在从中有导线伸出的外壳或者电容器罩中。于是这种电容器外罩可被安装在照明装置的放电灯和现有镇流器的外部，以便与灯座和镇流器的引线进行电气连接。虽然这需要花费一些劳动，然而原有的镇流器仍可使用。可选方案为，该电容器可被安置在放电灯中，例如空间允许，例如被封装在放电灯的外壳内或者该外壳和灯头之间。其所具有的显著优点是，只需通过取走现有的灯并且换上安装有并联电容的新灯，很容易就能将照明系统改型。因此，便可节省将额外元件接入该照明装置的费用。本专利技术的另一实施例，包含与此并联的容性器件串联在一起的电感性器件。在使用脉冲触发器提供高频(＞＞1KHz)触发脉冲的照明系统中，此并联的容性器件可以降低该触发脉冲的高度，并影响放电灯的正常起动。这可以通过镇流器与电容元件的某种组合来完成，调整此串联的电感性器件来阻断高频触发脉冲，确保此并联的电容器不会将起动脉冲减小到足以影响放电灯正常起动的程度。在触发之后，由于镇流器具有低得多的电网频率(50/60Hz)，故此电感性器件将不会对该电容器件的作用产生影响。在实施例中，电感性的装置含有以磁珠形式出现在电容器引线上的铁氧体。另一种方式为，可以在点燃放电灯期间利用一开关来断开此并联电容器，并在点燃之后接通此并联电容器。在本专利技术的另一实施例中，为了用在滞后型的镇流器上，该减小电流用的器件包含与放电灯并联的电感性器件。应当指出的是，通过以上实施例提供的节能能力，由参考文献FR-A-2480649看来会感到意外。此被缓引的法国专利文献公开了一种使用滞后型镇流器(带有与电感线圈并联的电容器)将高压汞灯变暗到50％功率水平的方案。使用这种镇流器变暗到这种水平是有问题的，由于每个半周期内的再引弧电压不足，将导致该放电灯熄灭。并联在放电灯上的附加的电容器，能够在每个半周期内提供其再引弧电压，以避免该放电灯熄灭。然而从被援引的法国参考文献可知，该方案对于250瓦的放电灯来说，实际上是将该系统的瓦数从约275瓦增加到约295瓦。此放电灯被有效地变暗淡了，但能量的消耗增加了！公开在此援引的法国专利文献中的方案，为本申请人重复过，而且照明系统瓦数的增加也被证实。本专利技术的目的并非变暗淡本身(虽然这可能发生)，而在于使用现有照明设备达到节能而又能保持相同或相似的亮度级。为此，申请人发现，节能可通过以下手段达到对于超前型的镇流器，使用与放电灯并联的容性器件；对于滞后型镇流器，使用与放电灯并联的电感性器件。参照以下附图、详细描述和所附的权利要求书，将会清楚本专利技术的这些以及其它一些实施例、性能和优点。附图说明图1A为包含超前型镇流器、HID灯和并联的容性器件的照明系统示意图；图1B为图1A中一部分的略图，表示一电感性器件与电容器串联；图2表示高压钠灯，在其外壳内带有被封装在气密性玻璃封壳内的电容器；而且图3为带HID灯和根据本专利技术并联的电感性器件的滞后型镇流器的示意图。图1A示意表示照明系统10，它包括有高压气体放电灯(HID)30(被确定为工作在镇流器26上)以及处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一包含高压气体放电灯的照明系统，该放电灯工作在镇流器上，以控制通过上述放电灯的灯电流，其特征在于，进一步包括：外接于上述镇流器上用于减小灯正常工作时通过该灯电流的器件，该器件在照明系统工作时比上述镇流器和上述放电灯的功率消耗低。２．根据权利要求１所述的照明系统，其特征在于，所述器件与所述放电灯并联。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：EJ科塔，D范皮克伦，
申请(专利权)人：皇家菲利浦电子有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]