專利名稱：以積分電位差冷發(fā)射啟動之熒光燈的制作方法
熒光燈基本性質是希薄氣體放電間接激勵管壁所敷熒光粉發(fā)光之燈管。在工作狀態(tài)下內阻低，啟動前內阻無限大，有負阻效應，它的啟動電壓與熄滅電壓不同，有時相差很大。負載電壓在管內分佈不勻，有多個電位降區(qū)。其中最主要的是等離子體位降區(qū)及陰極位降區(qū)，等離子體位降區(qū)是照明工作主要部份。等離子體是良導體，但它有一定的電位降。等離子體電位降為0.164伏/毫米。熒光燈在工作時有一個燈管工作電壓范圍，如現(xiàn)有40瓦燈具。工作電壓范圍值為113至93伏，中間值為103伏。傳統(tǒng)設計并沒有將220伏市電壓值全部加在燈管上。
陰極位降區(qū)為空間電荷區(qū)，是虛陰極，是耗能區(qū)，它使熒光燈具起動困難。傳統(tǒng)之設計是燈管實際工作電壓小于市電220伏之半數(shù)，余下多半數(shù)是降落在鐵芯鎮(zhèn)流器上，利用鎮(zhèn)流器在起輝器斷路之瞬間產生高于市電220伏數(shù)倍反峰電壓，將燈管導通照明。
如所周知，鎮(zhèn)流器笨重價高、耗電大，不能即時啟動，啟動時有拍擊聲等不利因素。
縱觀上述，根據(jù)其工作特點，我們可將220伏市電壓全部設計降落在等離子體上，這樣等離子體之長度約為220÷0.164等于一米三五。則整支燈管長度約有一米五六。此長度在家庭室內照明是可接受的。將負載電壓全部設計降落在等離子體上，這種觀點是熒光燈系統(tǒng)中經濟效率最高的一種方式。
市電壓全部加于燈管等離子體上，啟動的問題如何辦？《88205266快電子真空器件》申請案所述之結構方案即積分電位差冷發(fā)射方式應該可以轉用于本案所述之熒光燈照明器具上，因為二者之基本要求是相同時即向密閉空間注入脫離金屬導體之發(fā)射電流，以利于控制或使用。積分電位差冷發(fā)射可以輕易地消除陰極位降區(qū)。就不須要像傳統(tǒng)所探用的高反峰電壓來擊穿燈管照明。
冷陰極〔2〕是敷有氧化鎂發(fā)射膜電極。此項技術是早在1956年于國外已研制成功。
燈管基本結構是一對相對設置在一定距離上的負屏極〔1〕和正屏極〔3〕，發(fā)射電子之冷陰極〔2〕置于此對負屏極〔1〕和正屏極〔3〕之間，靠近負屏極〔1〕。冷陰極〔2〕與負屏極〔1〕之間之距離即為冷陰極真空放大管之屏流依賴于屏壓3/2方公式中之積分常數(shù)項C2，外部電路中電阻比值R1÷R2即為積分常數(shù)項C1。此C1與C2之協(xié)同作用即為積分電位差冷發(fā)射之基礎。
熒光燈探用積分電位差冷發(fā)射方式是最適宜工作在于池、蓄電池直流電源上的。燈管體積小、結構簡單。如用3伏干電，等離子體長度設計為3÷0.164＝18.3毫米。只用一組負屏極〔1〕、冷陰極〔2〕、正屏極〔3〕、外部電路上兩只電阻R1、R2組成積分電位器。亦可在R1之上即與正電壓相聯(lián)之點插入一只普通可變電位器R以調節(jié)亮度。
當用于交流市電時，則在燈管兩端各安置一組左負屏極〔1〕，左冷陰極〔2〕；右負屏極〔1〕、右冷陰極〔2〕、這時若左側線端電位為負之瞬間，則右負屏極〔1〕與右冷陰極〔2〕均擔當右正屏極〔3〕之功能；反之、右側線端電位為負之瞬間，左側左負屏極〔1〕、左冷陰極〔2〕均擔當左正屏極〔3〕之功能。
冷陰極〔2〕是發(fā)射電子用的，不要求它擔當正屏極〔3〕之職能。但當左、右電極任一電極處在正電位時，為了減少冷陰極〔2〕之通過電流，或最好冷陰極〔2〕處于正電位之瞬間不通電流。在冷陰極〔2〕電路中設置半導體兩極管，兩極管符號中箭頭所示方向為導通方向，反之阻值增高，當負屏極〔1〕處在正電位時為了便于通流，亦可在負屏極〔1〕之內側表面，即與冷陰極〔2〕同側，設置一些放電尖端，以減少陽極位降，減少流向冷陰極〔2〕之管流。
熒光燈亦包括氣光燈在內是適宜使用直流供電，而不適于交流供電的。因交流正弦電壓瞬時值不斷漲落，使得燈光閃動，為了減少正弦電流對燈光之閃動，供電電路上增加蓄能電容器C。
附圖
一為工作原理圖由于R2兩端是一個微電位差微U。所以冷陰極〔2〕是無法直接接到電源內部，冷陰極〔2〕之實際聯(lián)接線可如附圖二所示。熒光燈、氣光燈其放電特性曲線圖上，除了前述陰極位降、等離子體位降外，還有其他位降區(qū)，如陽極位降，為了減少陽極位降之消極影啊，在正屏極〔3〕內側面安置部份放電尖端以利于流通。
為了改善正弦波電流對包括有熒光燈、氣光燈之完善工作。對工作于交流電路中之燈管，附圖三、附圖四冷陰極〔2〕之引出腳與電源瞬間為正極性電路間接入蓄能電容C，或左、右兩冷陰極〔2〕之間接入蓄能電容C。
當負屏極〔1〕執(zhí)行正屏極〔3〕職能之瞬間，為了減少冷陰極〔2〕之額外負荷，在冷陰極〔2〕引出線與積分電位器R1、R2聯(lián)線之間接入半導體兩極管，兩極管符號箭頭所指向為電流流通方向。
本申請案所述適于其他型式氣光燈具。
本申請案的一般型式與已有產品一樣，由內壁敷熒光粉之密封玻璃管構成，管內充以惰性氣體，汞蒸氣等所組成，附圖上未有畫出。
一個簡單之試驗熒光燈、氣光燈是否一定要探用高電壓來導通，或用高頻交流電來導通，取一支已有的40瓦新熒光燈串一個鐵芯鎮(zhèn)流器接于220伏市電上，燈管是不可能點亮的，這時、用雙手同時抓住燈管兩頭燈絲部位的玻璃管上，從玻璃管外可看到燈絲處出現(xiàn)墨綠色熒光、很微弱。雙手同時向燈管中部慢移動，此微弱墨綠色熒光被拉長，大約手移動二十厘米長度，墨綠色熒光突然熄滅，隨著燈管就亮了、無聲無息、十分平靜。新燈管用一個月后此法不靈。
權利要求
1.一種熒光燈由敷熒光粉及充有惰性氣體，汞蒸氣的玻璃管〔4〕，負屏極〔1〕，冷陰極〔2〕、正屏極〔3〕所組成，其特征在于負載電壓設計全部降落在等離子體發(fā)光工作區(qū)內及燈管由負屏極〔1〕、冷陰極〔2〕、正屏極〔3〕及外部電路積分電位器R1、R2所組成之積分電位差冷發(fā)射方法啟動照明。
2.根據(jù)權利要求1所述之熒光燈，其特征為在正屏極〔3〕之內側表面設置有部份放電尖端、
3.根據(jù)權利要求1所述之熒光燈，其特征為在使用低壓直流電時，在積分電位器R1與電源正端可插入一個可變電位器。
4.根據(jù)權利要求1所述之熒光燈，其特征為用交流電時，冷陰極〔2〕之管腳與積分電位器R1R2接點間，插入兩極管。
5.根據(jù)權利要求1所述之熒光燈，其特征為冷陰極〔2〕管腳與電源瞬間正電位電路之間接入蓄能電容C；或兩冷陰極〔2〕管腳間接蓄能電容C。
6.根據(jù)權利要求1所述之熒光燈，其特征為所述之等離子體設計方法及燈管啟動方法亦可用于氣光燈。
全文摘要
一種熒光燈，采用以積分電位差冷陰極發(fā)射方式啟點，消除陰極位降區(qū)，將負載電壓全部設計加在等離子體照明工作區(qū)上，以提高能耗經濟效率。
文檔編號H01J61/00GK1130799SQ9510054
公開日1996年9月11日 申請日期1995年3月13日 優(yōu)先權日1995年3月13日
發(fā)明者白村 申請人:白村