專利名稱：小功率無(wú)極燈及其燈管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及無(wú)極燈技術(shù)，特別是涉及一種小功率無(wú)極燈及其燈管。

背景技術(shù)：
無(wú)極燈是綜合應(yīng)用功率電子學(xué)，等離子體學(xué)，磁性材料學(xué)等領(lǐng)域最新科技成果研制開(kāi)發(fā)出來(lái)的高新技術(shù)產(chǎn)品，其代表了照明技術(shù)領(lǐng)域高光效，長(zhǎng)壽命，高顯色性的未來(lái)發(fā)展方向。照明專家將這種綠色照明新光源稱為“照明領(lǐng)域新革命的開(kāi)始”，它必將成為21世紀(jì)最有發(fā)展前景的綠色節(jié)能照明光源。
目前，常用的無(wú)極燈為電磁感應(yīng)無(wú)極燈，其主要由三部分組成高頻發(fā)生器、耦合器和燈泡。高頻發(fā)生器的功能類似于普通節(jié)能燈的電子鎮(zhèn)流器，將工頻市電轉(zhuǎn)換為高頻強(qiáng)信號(hào)，并傳輸給耦合器。耦合器的功能就像是一個(gè)發(fā)射天線，它將高頻強(qiáng)信號(hào)耦合進(jìn)燈泡，完成能量的第二次傳遞。燈泡是一個(gè)里面充有稀有氣體及汞蒸氣等工作氣體的密閉空腔，燈泡的壁上涂有發(fā)光物質(zhì)熒光粉。當(dāng)耦合器將高頻能量耦合進(jìn)燈泡后，燈泡中的工作氣體在強(qiáng)大的電磁場(chǎng)作用下發(fā)生氣體雪崩電離形成等離子體，等離子體的受激原子返回基態(tài)時(shí)自發(fā)輻射出254nm的紫外線，紫外線激發(fā)熒光粉發(fā)出可見(jiàn)光，從而完成能量的第三次轉(zhuǎn)換。在三次能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中，沒(méi)有燈絲或電極參與工作，故無(wú)極燈的壽命僅取決于其電子線路、燈泡的制造技術(shù)和熒光粉的自然衰減，使其壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于白熾燈等傳統(tǒng)光源，而逐漸體現(xiàn)其市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。
目前，市場(chǎng)上常見(jiàn)的無(wú)極燈壽命已高于6萬(wàn)小時(shí)，是白熾燈的60倍，鹵素?zé)舻?0倍，且與普通白熾燈相比，節(jié)能80％以上。其設(shè)計(jì)構(gòu)成主要有兩種形式，具體如下 第一種是將勵(lì)磁線圈纏繞于鐵氧體磁芯上，構(gòu)成耦合器，且將耦合器內(nèi)置于發(fā)光燈管的形式。具體請(qǐng)參考圖1，高頻發(fā)生器內(nèi)置于金屬套內(nèi)，構(gòu)成燈座11；耦合器12與燈座11內(nèi)的高頻發(fā)生器電性連接，并于組裝后置于發(fā)光燈管13內(nèi)，從而于發(fā)光燈管13內(nèi)形成放電空間；發(fā)光燈管13內(nèi)填充稀有氣體和汞蒸氣，且表面涂有熒光層。
第二種是將磁環(huán)抱箍于燈體上，即磁環(huán)耦合形式。在此種形式中，燈體需設(shè)計(jì)成閉合結(jié)構(gòu)，例如閉合環(huán)形或矩形。具體請(qǐng)參考圖2，以閉合矩形為例，于燈體21的兩對(duì)稱邊上對(duì)稱設(shè)置有磁環(huán)22，且使磁環(huán)22抱箍于燈體21之上。
以上設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的無(wú)極燈已具備了無(wú)極燈的眾多優(yōu)點(diǎn)，然而隨著對(duì)節(jié)能要求的進(jìn)一步提高，人們對(duì)小功率的無(wú)極燈的要求越來(lái)越多，同時(shí)，無(wú)極燈小型化的問(wèn)題也日益受到人們的關(guān)注。以上第一種無(wú)極燈在小型化時(shí)，將碰到散熱問(wèn)題，如此便需要加入散熱導(dǎo)管等元件，從而使得制造工藝復(fù)雜，且增加了制作成本。而第二種無(wú)極燈，其磁環(huán)體積與無(wú)極燈形狀要求限制了其進(jìn)一步小型化，其更佳適于大功率無(wú)極燈的制造。
為此，市場(chǎng)上需要一種新的無(wú)極燈，適于小功率應(yīng)用，且易于小型化。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是小功率無(wú)極燈小型化的問(wèn)題。
為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種小功率無(wú)極燈燈管，其內(nèi)表面具有熒光粉層，該燈管包括兩個(gè)平行管體、一個(gè)圓柱形管體和一個(gè)球形管體，其中兩個(gè)平行管體的一端閉合，另一端與所述球形管體平滑連接，且內(nèi)部通過(guò)所述球形管體連通，所述圓柱形管體，連通于所述兩個(gè)平行管體之間。
本實(shí)用新型還提供一種小功率無(wú)極燈，包括燈管，其內(nèi)表面具有熒光粉層，且該燈管包括兩個(gè)平行管體、一個(gè)圓柱形管體和一個(gè)球形管體，其中兩個(gè)平行管體的一端閉合，另一端與所述球形管體平滑連接，且內(nèi)部通過(guò)所述球形管體連通，所述圓柱形管體，連通于所述兩個(gè)平行管體之間；勵(lì)磁線圈，纏繞于所述兩平行管體和所述圓柱形管體之上，且具有引出端，用以電性連接一激勵(lì)源；汞齊，位于所述兩平行管體的閉合端；稀有氣體，填充于所述燈管內(nèi)。
進(jìn)一步的，所述勵(lì)磁線圈為20匝至32匝。
進(jìn)一步的，填充于所述燈管內(nèi)的稀有氣體壓強(qiáng)為10Pa至200Pa。
進(jìn)一步的，所述勵(lì)磁線圈的輸入頻率為2.5MHz至15MHz。
可見(jiàn)，應(yīng)用以上小功率無(wú)極燈燈管，可以將勵(lì)磁線圈直接纏繞于燈管之上，從而耦合電磁能量進(jìn)入燈管，以激發(fā)燈管內(nèi)的汞齊和稀有氣體產(chǎn)生等離子體，等離子體的受激原子返回基態(tài)時(shí)自發(fā)輻射出紫外線，紫外線激發(fā)熒光粉發(fā)出可見(jiàn)光。與現(xiàn)有技術(shù)相比，未使用鐵氧體磁芯，從而極大的減少了使用過(guò)程中的散熱量，從而無(wú)需做特殊散熱設(shè)計(jì)；另外，采用勵(lì)磁線圈直接纏繞的方式來(lái)代替磁環(huán)，有利于其小型化的設(shè)計(jì)。

圖1為一種現(xiàn)有的無(wú)極燈結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為另一種現(xiàn)有的無(wú)極燈結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本實(shí)用新型一實(shí)施例所提供的小功率無(wú)極燈的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為圖3中小功率無(wú)極燈的A-A方向的示意圖； 圖5為圖3中小功率無(wú)極燈的B-B方向的示意圖； 圖6為本實(shí)用新型一實(shí)施例所提供的小功率無(wú)極燈的尺寸標(biāo)注示意圖。
具體實(shí)施方式
為讓本實(shí)用新型的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉示例性實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。
請(qǐng)參考圖3，其為本實(shí)用新型一實(shí)施例所提供的小功率無(wú)極燈的結(jié)構(gòu)示意圖。且合并參考圖4與圖5，其分別為圖3中小功率無(wú)極燈的A-A和B-B方向的示意圖。
如圖所示，該小功率無(wú)極燈的燈管100經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)而應(yīng)用于小功率無(wú)極燈，可直接于其上纏繞勵(lì)磁線圈200，來(lái)取代現(xiàn)有的耦合器，耦合電磁能量進(jìn)入燈管100，以激發(fā)燈管100內(nèi)的汞齊和稀有氣體產(chǎn)生等離子體，等離子體的受激原子返回基態(tài)時(shí)自發(fā)輻射出紫外線，紫外線激發(fā)熒光粉發(fā)出可見(jiàn)光。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)施例所提供的無(wú)極燈未使用鐵氧體磁芯，從而極大的減少了使用過(guò)程中的散熱量，從而無(wú)需做特殊散熱設(shè)計(jì)；另外，采用勵(lì)磁線圈200直接纏繞的方式來(lái)代替磁環(huán)，有利于其小型化的設(shè)計(jì)。
具體而言，燈管100由兩個(gè)平行管體110、一個(gè)圓柱形管體120和一個(gè)球形管體130平滑連接而成；其中兩個(gè)平行管體110的一端閉合，另一端與球形管體130平滑連接，且內(nèi)部通過(guò)球形管體130連通；圓柱形管體120則連通于兩個(gè)平行管體110之間。
如此，勵(lì)磁線圈200可直接纏繞于兩平行管體110和圓柱形管體120之上，且具有引出端210，用以電性連接一激勵(lì)源。另外，燈管100的內(nèi)表面具有熒光粉層，其內(nèi)填充有稀有氣體，且兩平行管體110的閉合端處設(shè)置有汞齊300。
以上小功率無(wú)極燈，將線圈直接繞制于燈管上，形成閉合放電管，通過(guò)其產(chǎn)生的高頻電流耦合電磁場(chǎng)能量進(jìn)入燈管內(nèi)，激發(fā)其內(nèi)的汞齊和稀有氣體，而產(chǎn)生等離子體，等離子體的受激原子返回基態(tài)時(shí)自發(fā)輻射出紫外線，紫外線激發(fā)熒光粉發(fā)出可見(jiàn)光。具體原理如下 首先，將勵(lì)磁線圈纏繞于兩個(gè)平行管體和圓柱形管體上作為能量輸入初級(jí)側(cè)；其次，勵(lì)磁線圈通以MHz級(jí)頻率的電流作為耦合電信號(hào)；最后，高頻電流產(chǎn)生的高頻電磁能耦合進(jìn)入燈管內(nèi)，激發(fā)等離子輻射發(fā)光。此類光源內(nèi)部是以高頻電場(chǎng)電離汞原子形成放電電流(Hg電離電位為10.4eV)，其激發(fā)電離原理與普通熒光燈無(wú)異Hg激發(fā)態(tài)——63P1原子(激發(fā)電位為4.89eV)自發(fā)躍遷至基態(tài)時(shí)，產(chǎn)生253.7nm光子；253.7nm光子激發(fā)管壁內(nèi)熒光粉層，產(chǎn)生三基色可見(jiàn)光，并形成白光輸出。
較佳的，以上勵(lì)磁線圈纏繞方式為密布平行纏繞的方式，且線圈的匝數(shù)可以根據(jù)實(shí)際需要的光源功率變動(dòng)，以纏滿兩個(gè)平行管體和圓柱形管體為限。以下，結(jié)合圖6與圖7，并通過(guò)一具體實(shí)施例來(lái)加以說(shuō)明。
請(qǐng)合并參考圖6以及表1，其中表1為本實(shí)用新型應(yīng)用于5W無(wú)極燈時(shí)的尺寸列表。
表1
此時(shí)，勵(lì)磁線圈200的匝數(shù)不低于20匝，且由于兩個(gè)平行管體110的高度和圓柱形管體120的長(zhǎng)度L2限制，其最多可纏繞32匝。
以20匝為例，勵(lì)磁線圈200的輸入頻率在2.5MHz～15MHz情況下，匹配2KV以上耐壓值的一定容抗的安規(guī)電容，發(fā)光燈管功率從3W～25W之間可任意調(diào)節(jié)(與輸入電壓調(diào)節(jié)有關(guān))。同樣條件下，勵(lì)磁線圈200為26匝時(shí)，發(fā)光燈管功率從3W～25W之間可任意調(diào)節(jié)(與輸入電壓調(diào)節(jié)有關(guān))。同樣條件下，磁線圈200為32匝時(shí)，發(fā)光燈管功率從3W～25W之間均可任意調(diào)節(jié)(與輸入電壓調(diào)節(jié)有關(guān))。
值得一提的是，以上發(fā)光燈管功率增加時(shí)，發(fā)光呈現(xiàn)逐步擴(kuò)散的趨勢(shì)和特點(diǎn)。即發(fā)光功率小時(shí)，發(fā)光區(qū)域主要聚集在勵(lì)磁線圈周圍；而當(dāng)功率逐步擴(kuò)大時(shí)，發(fā)光區(qū)域發(fā)展到兩邊平行管體，并逐漸向球形管體擴(kuò)散。而最終功率在大于10W之后(無(wú)論線圈匝數(shù)還是輸入頻率變化)，發(fā)光面積覆蓋整個(gè)燈管，即覆蓋到了整個(gè)無(wú)極燈。而，如果功率縮減到5W以下時(shí)，發(fā)光面積驟減到只有發(fā)光線圈內(nèi)部的小區(qū)域(無(wú)論線圈匝數(shù)還是輸入頻率變化)。
可見(jiàn)，本實(shí)用新型所提供的無(wú)極燈，可實(shí)現(xiàn)光源亮度的調(diào)節(jié)，進(jìn)而可根據(jù)不同領(lǐng)域?qū)τ诠庠戳炼鹊男枨?，進(jìn)而靈活的進(jìn)行應(yīng)用。
另外，可以通過(guò)熒光粉的選配，配置從2700K～6500K等不同色溫發(fā)光燈管。
實(shí)驗(yàn)表明，本實(shí)用新型所提供的小功率無(wú)極燈可保證光效達(dá)到20～40lm/W，且與傳統(tǒng)熒光燈相比，其具有高效、故障率低、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。此外，實(shí)驗(yàn)表明，填充于燈管內(nèi)的稀有氣體壓強(qiáng)為10至200Pa時(shí)，光源的壽命較長(zhǎng)，例如，50Pa的氪氣。當(dāng)然本實(shí)用新型不以此為限，也可以于燈管內(nèi)填充其他稀有氣體，當(dāng)然，也可以填充多種稀有氣體構(gòu)成的混合氣體，甚至填充稀有氣體與汞蒸氣構(gòu)成的混合氣體。
綜上所述，應(yīng)用以上小功率無(wú)極燈燈管，可以將勵(lì)磁線圈直接纏繞于燈管之上，從而耦合電磁能量進(jìn)入燈管，以激發(fā)燈管內(nèi)的汞齊和稀有氣體產(chǎn)生等離子體，等離子體的受激原子返回基態(tài)時(shí)自發(fā)輻射出紫外線，紫外線激發(fā)熒光粉發(fā)出可見(jiàn)光。與現(xiàn)有技術(shù)相比，未使用鐵氧體磁芯，從而極大的減少了使用過(guò)程中的散熱量，從而無(wú)需做特殊散熱設(shè)計(jì)；另外，采用勵(lì)磁線圈直接纏繞的方式來(lái)代替磁環(huán)，有利于其小型化的設(shè)計(jì)。
進(jìn)而，得到的小功率無(wú)極燈是一種通過(guò)線圈直接纏繞放電管耦合電磁能量進(jìn)而發(fā)光的無(wú)極熒光光源。在保證光效達(dá)到20～40lm/W的同時(shí)，與傳統(tǒng)熒光燈相比，其未使用鐵氧體磁芯，從而極大的減少了使用過(guò)程中的散熱量，從而無(wú)需做特殊散熱設(shè)計(jì)；另外，采用勵(lì)磁線圈直接纏繞的方式來(lái)代替磁環(huán)等，有利于其小型化的設(shè)計(jì)。而小型、緊湊的外形結(jié)構(gòu)可使其在各種探照照明，施工及維修照明以及民用照明等情況下具有應(yīng)用價(jià)值。
以上僅為舉例，并非用以限定本實(shí)用新型，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求書(shū)所涵蓋的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種小功率無(wú)極燈燈管，其內(nèi)表面具有熒光粉層，其特征是，該燈管包括
兩個(gè)平行管體、一個(gè)圓柱形管體和一個(gè)球形管體，其中兩個(gè)平行管體的一端閉合，另一端與所述球形管體平滑連接，且內(nèi)部通過(guò)所述球形管體連通，所述圓柱形管體，連通于所述兩個(gè)平行管體之間。
2.一種小功率無(wú)極燈，其特征是，包括
燈管，其內(nèi)表面具有熒光粉層，且該燈管包括兩個(gè)平行管體、一個(gè)圓柱形管體和一個(gè)球形管體，其中兩個(gè)平行管體的一端閉合，另一端與所述球形管體平滑連接，且內(nèi)部通過(guò)所述球形管體連通，所述圓柱形管體，連通于所述兩個(gè)平行管體之間；
勵(lì)磁線圈，纏繞于所述兩平行管體和所述圓柱形管體之上，且具有引出端，用以電性連接一激勵(lì)源；
汞齊，位于所述兩平行管體的閉合端；
稀有氣體，填充于所述燈管內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的小功率無(wú)極燈，其特征是，所述勵(lì)磁線圈為20匝至32匝。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的小功率無(wú)極燈，其特征是，填充于所述燈管內(nèi)的稀有氣體壓強(qiáng)為10Pa至200Pa。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的小功率無(wú)極燈，其特征是，所述勵(lì)磁線圈的輸入頻率為2.5MHz至15MHz。
專利摘要本實(shí)用新型揭示了一種小功率無(wú)極燈及其燈管，所述燈管內(nèi)表面具有熒光粉層，且包括兩個(gè)平行管體、一個(gè)圓柱形管體和一個(gè)球形管體，其中兩個(gè)平行管體的一端閉合，另一端與所述球形管體平滑連接，且內(nèi)部通過(guò)所述球形管體連通，所述圓柱形管體，連通于所述兩個(gè)平行管體之間。該無(wú)極燈燈管可直接于圓柱形管體以及平行管體上纏繞勵(lì)磁線圈，來(lái)取代現(xiàn)有技術(shù)的耦合器，有利于其小型化的設(shè)計(jì)。
文檔編號(hào)H01J65/04GK201570488SQ20092026621
公開(kāi)日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2009年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月11日
發(fā)明者李文鵬, 李維德, 付保安, 張秋玲 申請(qǐng)人:上海宏源照明電器有限公司