本发明的主要内容
本发明的目的在于提供一种能在电源电压为额定电压的80%以上时稳定工作的荧光灯装置。
上述目的是这样达到的:由串联在荧光灯泡上的感应镇流器、及由辉光起动器和在与该辉光起动器整流特性相同的方向上与其串联的整流元件构成的起动装置,该起动装置与上述荧光灯泡並联安装,构成荧光灯装置,上述辉光起动器的工作电压V(V)和额定电源电压Vin(V)的关系规定为:
V≤0.8×Vln。
如果将上述荧光灯泡的电压V(V)和上述辉光起动器的工作电压VA(V)二者的关系规定为
VL≤0.7×VA
那么,更容易实现上述目的。
再者,如果上述荧光灯管的钨丝直径用D(mm)表示,荧光灯泡的额定电流用IL表示,当上述灯丝为双螺旋线灯丝时
D≤10.3×10-4×IL0.75
当上述灯丝为三螺旋线灯丝时
D≤7.2×10-4×IL0.75
这样做,除了能实现上述目的外,还可以解决以下难题:即上述荧光灯的阴极予热时上述镇流器的磁路产生磁饱和,引起予热电流过大,从而使灯丝损伤,特别是在额定电压和过电压条件下使用时,因灯丝断线而缩短灯泡寿命。
采用本发明的特殊结构,可以制作出即使电源电压为额定值的80%也能正常工作的荧光灯装置。
实施方案的说明
现借助图1和图2对本发明的实施方案说明如下。
图1是表示本实施方案基本结构的荧光灯装置电路图。图中的1表示荧光灯,2表示感应镇流器,3表示辉光起动器,4表示整流元件,5表示噪声抑制电容器,6表示电源电压。
现借助图1对本实施方案的动作说明如下。
当加上电源6时,予热电流就沿着感应镇流器2、荧光灯1的灯丝9、辉光起动器3、整流元件4和上述荧光灯1的灯丝9的路线流过。当所加电源电压6与整流元件4的整流方向相反时,没有电流流动。
当所加的电源电压6与整流元件4的整流方向相同时,辉光起动器
3动作,有电流流动,灯丝9和9被予热。
在进行这种动作时,予热电流借助整流元件4把直流成份叠加起来,所以,感应镇流器2的磁路呈现磁饱和状态,感应镇流器2的阻抗比没有整流元件4时要小得多。
因此,电路中的电流增大,可以充分予热灯丝9和9。该予热电流的大小取决于感应镇流器2的阻抗和线圈的电阻,大体上相当于通常情况下的2倍。所以,即使电源电压6降低到额定值的一半左右,也能获得起动时所需要的予热电流强度。
然而,即使从设计上予热电流可以达到予定的强度,如果辉光起动器3不动作,电路内仍然不会出现这一予热电流。目前一般采用的辉光起动器在额定电压的90~94%范围内可以准确地工作,但是电压更低时起动器的动作时间将会增长,或者不能动作,从而失去起动器的功能。
因此,本实施方案把辉光起动器3的工作电压规定为电源电压6的80%以下,和现有辉光起动器相比可以在更低的电压下准确地工作。这里把工作电压规定为额定值的80%以下,其根据是,上述通常的辉光起动器大都是在电压为额定值的70%时即不能工作。当电压为额定值的80~90%时只不过使起动器的动作时间稍稍延长,荧光灯基本上仍然可以点亮。所以,本实施方案的目的是要在此电压范围以外充分发挥作用本实施方案实际用于制作荧光灯装置时,根据所用电源的电压范围来决定辉光起动器3的工作电压VA。
另一种实施方案是把荧光灯1的灯泡电压规定在辉光起动器3的工作电压的70%以下。在利用交流来点燃荧光灯1的情况下,当转换放电方向,即变换极性时,在荧光灯1的两端所加的两次点燃电压约等于稳定时灯泡电压的1.4倍。如果辉光起开器3的工作电压VA(V)与荧光灯的二次点燃电压是一致的,那么,辉光起动器3就会使荧光灯1不停的闪烁,无法保持荧光灯的稳定发电。因此,荧光灯的灯泡电压VL(V)规
定在辉光起动器3的工作电压的70%以下时,要使荧光灯1的二次点燃电压与辉光起动器3的工作电压VA(V)不一致。
采用这种结构的荧光灯装置,在预定的低电压条件下使用时可以避免辉光起动器3的误动作和荧光灯1的闪烁。
另外,防噪声电容器5的作用仅仅是吸收荧光灯1点燃时的噪声,与上述实施方案的作用无直接关系。
图2表示本发明的一个具体实施方案。图中的1表示荧光灯,其结构件包括外壳7、置于外壳7内的、内面涂有荧光粉膜层的内管8和8,外壳7的内部充有惰性气体和水银。放电路径是从一侧的灯丝9进入同一侧的内管8,然后再从另一侧的内管8到达另一侧的灯丝9,通过放电使内管8和8内面的荧光粉发光。另外,感应镇流器2、辉光起动器3整流元件4和防噪声电容器5安装在一个灯头盒10内,並与外壳7一起构成荧光灯泡。
外壳7,外径95mm,全长115mm;内管8和8,内径14mm2根内管的总长度为350mm,内面的荧光粉采用三波长(三色)稀土类荧光粉。灯头盒10的外径为70mm,高度为55mm,目的在于安装灯头以便更换灯泡。
惰性气体是Ne80%与Ar的混合气体,充气压力为5~7托。该灯泡的电压约为95V。若利用这种灯泡和240V的镇流器及180V工作电压的辉光起动器3来构成荧光灯装置,则可以使用在180V的电压下(即额定电压的75%)。然而,如果去除整流元件4,则不能使用在210V的电压(即额定电压的88%)下。
另外,如果在上述结构的灯泡中惰性气体采100%的Ar,压力为2~4托,那么灯泡电压约为75V。利用这种灯泡以及240V的镇流器和150V工作电压的辉光起动器3构成的荧光灯装置,可以使用在160V的电压(即额定电压的67%)下。
现将另一实施方案叙述如下。
在图1中,如上所述,予热电流借助整流元件4变成直流成分叠加的形式,所以,感应镇流器2的磁路出现磁饱和状态,感应镇流器2的阻抗比没有整流元件4时小得多。
因此,电路内的电流增大,灯丝9和9上流过很大的予热电流。该予热电流的大小取决于感应镇流器2的阻抗和线圈的电阻,该电阻流值约等于一般情况下的2倍,所以,如果采用通常的灯丝,则因予热温度过高使钨蒸发,造成断线,缩短寿命。
通常的荧光灯灯丝,根据过去的经验,钨丝直径D(mm)与灯泡额定电流IL(mA)的关系如下:
(1)双螺旋灯丝
D=8.7×10-4×IL0.75
(2)三螺旋灯丝
D=6.0×10-4×IL0.75
所以,在本实施方案中,为了承受2倍以上的予热电流,加粗了钨丝直径D(mm)。这时,钨丝的直径D(mm)和灯泡额定电流IL(mA)的关系如下:
(1)双螺旋灯丝
D≥10.3×10-4×IL0.75
(2)三螺旋灯丝
D≥7.2×10-4×IL0.75
这样,可以承受很大的予热电流,而不会产生断线,缩短寿命。
在实验中,测量了各种钨丝的断线电流,对使用整流元件的电路和不使用整流元件的电路分别测量的断线电流,其结果示于表1和表2。表1表示双螺旋灯丝的比较;表2表示三螺旋灯丝的比较。从对比的结果来看有整流元件时的灯丝直径约达到无整流元件时的灯丝直径的1.2倍即可。
![]()
X=118%
![]()
X=120.5
然而,予热电流随过电压和镇流器特性(即电流电压特性)而变化,实验证明,有时予热电流几乎提高2倍。所以电压下限根据表1、表2确定。
具体的实施方案用图2所示的灯泡加以说明。
该灯泡如果采用220V镇流器,不安装整流元件4,那么,灯丝9和9的钨丝直径D,在额定电流为IL200mA並采用双螺旋灯丝的情况下
D≈46μm
在采用三螺旋灯丝的情况下
D≈32μm
如果荧光灯泡安装了整流元件4,那么可以充分保证予热,因此,不安装整流元件时定为200V的下限起动电压,现在改为180V。但是,由于灯丝受闪烁等现象的影响短期内就会产生断线而报废。
因此,当采用双螺旋灯丝时上述灯丝直径规定为
D=60μm
当采用三螺旋灯丝时
D=40μm
这样可以保证灯丝的寿命。
如上所述,若利用本发明,则荧光灯装置的起动电路和荧光灯的予热即使在低电压下也能稳定地工作,所以能够有效地用作电压变动范围宽和额定电压不同的地区的照明光源。