放电灯的激励方法及实现它的电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及激励放电灯的一种方法和装置，使放电灯适于发挥最大的照明效率，并提供与其相关的电子激励装置。利用激励器的电源特性来实现，在维持灯中功率因数尽可能接近单位值的同时造成所要求的功率，其有功分量能使本灯具运行。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激励放电灯的方法和装置，更具体讲本专利技术关系到处理激励诸如荧光灯、弧光灯及氖光灯类放电灯相关的问题，以高效可靠的方式贯穿这些设备的整个复合工作周期。在起动和运行各种荧光灯的现代一般方法中，包括一个开路电压高于灯的额定工作电压的电源，或起动该灯的装置或辅助装置。在每种情况中，起动方式和运行方式是两种不同的工作方式，只有单灯直接起动情况例外。但是无论现代应用中控制装置的型式如何，它们全具有一个共同的特性，具有与灯串联的限流阻抗，该阻抗成为一附加的负载，借此稳定运行和控制功率。所以，从供电电源的观点来讲，术语“镇流器(ballast)”对这些设备是合适的。为了简化起见，以下所有与本公开的专利技术有关的常规控制装置统称作“镇流器”。对电源和镇流器方面的各种改进，在美国已公开的专利号计有颁发给塞兰恩(Sairanen)等的NO4，553，070;颁发给弗尔塔(Virta)的NO.4，603，378;颁发给赞斯基(ZansKy)的NO.4，370，600;颁发给斯泰格瓦尔特(Steigerwald)的NO.4，042，856;颁发给斯托尔兹(Stolz)的NO.4，251，752;颁发给达维斯(Davis)的NO.4，237，403;颁发给纽考尔斯(NucKolls)的3，629，683;颁发给安德森(Anderson)的NO.4，320，325;颁发给高尔瑞森(Garrison)等的NO.4，234，822;颁发给斯泰温斯(Stevens)的NO.4，277，728;以及颁发给奥尔(Knoll)的NO.4，127，795。当荧光灯和惯用的镇流器(诸如前述先有技术文件中的设备)一起应用时，影响荧光灯寿命的主要因素便是起动次数和每次起动后运行的时间比较，以及灯在起动期间的环境温度，由于起动次数所造成的寿命缩短，可以用这样的事实来解释，即在起动期间，在有效阴极发射之前，灯必须承受的高压的建立，使得阴极上一些发射物质被消耗掉，一旦所有的发射物质耗尽，则阴极本身就开始衰变，直到最后整个阴极耗尽，灯就不再点燃;另外一个因素是，影响灯衰变的原因是灯中反向电流的频率。在一个方向上导电周期中断，而在另一方向导电开始，如果频率低到足能使灯管中的等离子体导电率下降，并且阴极同时得到冷却，则在新方向导电建成之前，必须产生一个最小的再起动程序，则必然会在灯泡两端有较高电位，以及相继地重建阴极放射，这就再一次引起阴极上发射物质的少量损失。另一个伴随先有技术中激励装置的问题，是点燃问题，当为有许多放电灯共同进行点燃时，点燃伴有刺激性副作用，例如频闪效应、噪声和无线电干扰。虽然已尽力减少这些刺激性影响，但是处于这些照明区的人们由于受到频闪闪烁而造成的精神上的影响，仍然有所抱怨。因此，对激励诸如荧光、弧光和氖光灯类的放电灯的激励技术和设备存在着改进的必要。本专利技术的第一个目的，在于使一台放电灯得到最大发光效率并提供为此目的的电子激励装置。这是通过激励器的电源特性来完成的，利用在维持灯中功率因数尽可能接近单位值的同时，造成所要求的消耗功率，其有功分量能使本灯具运行。本专利技术的第二个目的，是提供一台简单而节省造价的激励装置，以选择技术成就熟、便宜和快速有效的部件来实现。本专利技术的第三个目的，是增加被该激励装置激励的放电灯的寿命，这一点是把起动期和连续工作期间对灯的损害减到最低限度来实现的。利用同时给阴极加热和增加灯头电压的方法允许该放电灯快速起动而延长寿命。灯头的电压不受电源的电压限制，从而激励器就能够在其设计极限范围内提供点燃该灯所需的任何电压。实际上，甚至在温度低于20℃情况下，起动仍是瞬间完成，并且无闪烁现象已被证实。在低温试验和在常温下，没有灯管损坏的痕迹，例如，不曾发现阴极区发黑现象。此外，使激励器在比一般控制装置的频率高许多的频率下工作，能使放电灯的寿命延长，所选择的频率高到足以使阴极上的发射材料无足够的时间冷却到需要再起动的最低温度，在这种频率下，放电灯的阻抗呈现如纯电阻特性，甚至在电流反向后立即如此。灯的寿命也受被强迫传导的电流的峰值因素的影响。如果灯管中的电流超过阴极上的有效电子发射，则附加的阴极物质将损失掉。为了降低这种影响到最小值，本专利技术的装置造成灯的电流为正弦波，并且是双向对称而不用任何直流补偿。这就保证了阴极损耗最小并在两端均匀损耗。本专利技术的第四个目的，是提供一个激励装置，它允许在灯损坏或熔断时安全地更换放电灯。这一目的是这样达到的，即利用把该激励装置设计成为灯持继运行所必需的部件，如此一来，如果灯被摘除或损坏，则运行即停止。这样在替换灯时或等待更换时，避免在灯座上保持着过高电压的危险。此外，提供了激励器运行或不运行信号电平装置。这对于提供一个替换装置以防止过热或损坏该单元是有用的，无论哪种原因都应当认为是需要的。本专利技术的第五个目的，在于提供一个激励装置，它能将操作该放电灯时所建立的无用的效能降低到最低，利用工作于直流电源的激励器而达到这一目的，借此建立一个实际上无闪烁的激励器，可能存在的任何频闪效应的频率为现在通用的频率的30到100倍频率。再者，在这些频率上，即使该效应能被人感觉到，也能利用一直很便宜的荧光物质相当大地减弱，关于噪声，其频率两倍于激励器工作频率时远远处于人的听觉能力之外。还有，频率为每秒50，000到100，000周波(用激励器普遍为这种情况)，则空气和结构物质对有效传输成为很差的介质，而且形成一种有效的装置可将噪声衰耗到不能察觉的程度。按照本专利技术的第一方面，对具有一对阴极和一对阳极的放电灯提供一个激励装置，它包括谐振电路装置，与所述放电灯串联连接;开关装置，连接在正、负电压源之间，适用于交替地连接所述谐振电路装置;无功电路装置，连接于所述放电灯的两端，适用于在灯的两端产生高电压;同步电路装置，用于激励所述开关装置，所述的同步电路装置连接到所述开关装置和所述放电灯;以及控制电路装置，用于控制从所述电压源吸取的电能。按照本专利技术的第二方面，提供激励一个负荷消耗一预定量的功率的方法，该方法利用一个具有包括所述负荷的谐振电路装置的功率源设备;开关装置，连接在正、负电压源之间，适用于交替地连接所述谐振电路装置;同步装置，用于激励所述开关装置，所述同步装置连接到所述开关装置和所述谐振电路装置;以及控制装置，用于控制从所述电压源引来的电能，包括以下步骤检测在所述开关装置处的零电流状态，利用所述同步装置进行;当所述零电流状态被检测到时，驱动所述开关装置以激励接在正、负电压源之间的所述谐振电路装置;当所述谐振电路装置被接到所述正电压源上允许从所述负电压源吸收一预定量电荷时，激励所述控制装置;当所述谐振电路装置被接到所述负电压源上允许从所述正电压源吸收一预定量电荷时，激励所述控制装置;借助于允许所述负荷消耗一预定量功率，允许所述电荷传输到所述谐振电路装置。参照附图能对本专利技术中的具体实施例有所理解。附图说明图1为实施本专利技术的放电灯激励装置的接线圈;图2为按照本专利技术的第二实施例进行的AC(交流)到DC(直流)转换器的接线圈;图3a、3b和3c按照本专利技术第3、第4和第5实施例进行的开关电路的接线圈;图4a和4b为按照本专利技术第6和第7实施例进行的各种灯的示意图;图5a和5b为按照本专利技术第10和第11实施例进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个电源装置，用于激励一个负荷消耗一预定量的功率，其特征为：　　谐振电路装置，与前述负荷相结合；　　开关装置，接在一台正、负电压源之间，适用于当在所述开关装置处检测到零电流状态时，将所述谐振电路装置交替地与其连接；　　同步装置，用于检测在所述开关装置上的零电流状态，以及激励所述开关装置，所述同步装置连接到所述开关装置和所述谐振装置；以及　　控制电路装置，用于控制从所述正、负电压源吸收而传送到所述谐振电路装置的电荷量，借此可使所述负荷消耗一预定量的功率。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：塔麦丝塔里，
申请(专利权)人：普拉塞尔莱特克皮，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]