專利名稱：節(jié)能保健熒光燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬一種熒光燈，特別是一種節(jié)能保健熒光燈。
目前使用的普通熒光燈一般包括熒光燈管、鎮(zhèn)流器、啟輝器和燈具四個部分。熒光燈管由玻璃管內(nèi)壁涂上一層熒光粉，兩端各封上一個燈絲電極，排氣后充以適量的氬氣或其它惰性氣體和汞或汞齊。鎮(zhèn)流器有電感式和電子式兩種。電感鎮(zhèn)流器的熒光燈因使用50赫或60赫的交流電，因此其光強在1秒內(nèi)變化100次或120次，也就是閃光100次或120次。這種有一定頻率的閃光現(xiàn)象稱為頻閃，對人視力影響很大，會使正常高速轉(zhuǎn)動的機器誤看成慢轉(zhuǎn)甚至反轉(zhuǎn)，球場上高速飛行的球誤看成是斷續(xù)的，等等，特別是對眼睛容易造成疲勞，尤其是在熒光燈照明下看書，對兒童的視力有一定損害。此外，電感鎮(zhèn)流器本身消耗電能也較多，還需要漆包銅線和硅鋼片，熒光燈管有一個最佳發(fā)光效率的電流值，由于交流電的周期變化，有一部分電流超過這最佳電流值，造成電能的浪費。而且在電壓比較低的農(nóng)村很難啟輝。因此，近二三十年來很多工程技術(shù)人員一直在考慮如何取代的方法。
荷蘭飛利浦公司于八十年代初，首先研制出了一種能在高頻狀態(tài)(30～60千赫)下工作的電子鎮(zhèn)流器，由于它發(fā)光效率高，能在低電壓下啟輝，不用銅材和鋼材，因此它一出現(xiàn)便立即受到人們重視，希望用它代替原有的電感鎮(zhèn)流器。我國輕工部也將它列為重點支持產(chǎn)品之一。但它并沒有從根本上消除頻閃現(xiàn)象，低頻頻閃也沒有徹底解決，是在市電電源頻率下調(diào)制高頻。也就是說，既有50赫或60赫的低頻頻閃，又有30～60赫的高頻頻閃，只是在低頻頻閃的程度上比電感鎮(zhèn)流器要輕一些，對視力的影響要小一些。
本發(fā)明的目的是對前述熒光燈加以改進，使通過燈管的電流由原來的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏髌椒€(wěn)的直流電，從而提供一種既能降低鎮(zhèn)流器功耗，提高熒光燈管發(fā)光效率，又能保持無頻閃和低電壓啟輝的節(jié)能保健熒光燈。
這種熒光燈包括熒光燈管、直流電子鎮(zhèn)流器和燈具三個部分。直流電子鎮(zhèn)流器是一個組合電路(如附

圖1所示)，它包括倍壓或多倍壓整流電路(虛線框1)、降壓電路(虛線框2)、橋式整流濾波電路(虛線框3)、晶體管穩(wěn)流電路(虛線框4)和保護電路(虛線框5)。倍壓或多倍壓整流電路與橋式整流濾波電路之間接有隔離二極管D6，防止倍壓或多倍壓整流電路的高壓流入橋式整流濾波電路而使高壓降低，同時為橋式整流濾波電路的電壓加到熒光燈管兩端電極提供通路。市電經(jīng)降壓電路后接橋式整流濾波電路，使直流電子鎮(zhèn)流器輸出的電壓與熒光燈管所需的工作電壓相符。橋式整流濾波電路正極經(jīng)二極管D6、晶體管穩(wěn)流電路和保護電路后接熒光燈管一端電極，負(fù)極接熒光燈管另一端電極。晶體管穩(wěn)流電路、保護電路和熒光燈管三者串聯(lián)的位置可互換。直流電子鎮(zhèn)流器實現(xiàn)對燈管電極產(chǎn)生高壓觸發(fā)啟輝和將交流電向平穩(wěn)的直流電的轉(zhuǎn)換。其工作原理如下倍壓或多倍壓整流電路產(chǎn)生高壓后加到熒光燈管兩端，使燈管啟輝。由于該電路內(nèi)阻很大，熒光燈管一旦啟輝，就失去繼續(xù)施加高壓的作用，緊接著由降壓電路降壓后經(jīng)橋式整流濾波電路通過二極管D6、晶體管穩(wěn)流電路和保護電路供熒光燈管用電。原來的交流電經(jīng)過降壓電路和橋式整流濾波電路后，已轉(zhuǎn)換成工作電壓平穩(wěn)的直流電，再經(jīng)過二極管D6、晶體管穩(wěn)流電路和保護電路，加到燈管的已是平穩(wěn)的直流電流，因而避免了頻閃現(xiàn)象的發(fā)生。熒光燈管在通直流電一段時間后，正極端的發(fā)光亮度會減弱，解決這個現(xiàn)象的辦法是使用有適當(dāng)保溫作用的燈具。
上述直流電子鎮(zhèn)流器中的倍壓或多倍壓整流電路可由二個或多個電容器和相應(yīng)的二極管連接而成。附圖中給出的是由三個電容C1、C2、C3和相應(yīng)的二極管D1、D2、D3連接而成的三倍壓整流電路，它可將電壓升高至原來的三倍，達900多伏(電源電壓為220伏交流)。根據(jù)熒光燈管啟輝電壓的不同，電源電壓的不同(220伏50赫和110伏60赫)，可將倍壓或多倍壓整流電路設(shè)計成二倍壓、三倍壓、四倍壓或更多倍壓整流電路。上述降壓電路由電容C4和電阻R1并聯(lián)而成。一般熒光燈管的工作電壓在45～110伏之間，直流電子鎮(zhèn)流器的橋式整流濾波電路與220伏或110伏市電之間接入降壓電路后，可使直流電子鎮(zhèn)流器輸出的電壓符合熒光燈管工作電壓的要求，同時也起限流作用。電阻R1是為電容C4放電而用，使熒光燈的電源插頭拔下來后插頭上不帶電。上述的橋式整流濾波電路可由四個二極管D4、一個電解電容C5和電阻R2連接而成，電阻R2是為電容C5放電而用，燈關(guān)掉后使電容C5不帶電。上述晶體管穩(wěn)流電路可由晶體三極管V1、電阻R3、R4和電解電容C6連接而成。上述保護電路由限流電阻R6和可控硅延時導(dǎo)通電路并聯(lián)而成，可控硅延時導(dǎo)通電路由可控硅V2、二極管D7、電阻R7、穩(wěn)壓管W和電解電容C7連接而成，D7和R7接V2正極，W接V2控制極，C7接V2負(fù)極。晶體三極管V1是起穩(wěn)流作用的穩(wěn)流管。R6是限流電阻，當(dāng)熒光燈管剛點亮?xí)r，電容C5放電電流較大，會把晶體三極管V1燒壞，接上限流電阻R6后可保護晶體三極管V1。但在燈管點亮后，R6又要消耗一定的電能，并發(fā)熱，特別是功率較大的熒光燈，一般熒光燈管功率在16瓦以上，電阻R6消耗的電能較多，同時發(fā)出較多的熱量，造成電能的浪費，因而要用可控硅延時導(dǎo)通電路與電阻R6并聯(lián)。燈管點亮后約半秒鐘，可控硅導(dǎo)通，使電阻R6不消耗電能。當(dāng)熒光燈管剛點亮?xí)r，電流經(jīng)電阻R6流向燈管，在R6上產(chǎn)生10伏以上的壓降，該壓降所產(chǎn)生的電流經(jīng)電阻R7流向電解電容C7，約半秒鐘左右，電解電容C7所充的電壓超過穩(wěn)壓管W的穩(wěn)壓值時，W導(dǎo)通，可控硅V2也導(dǎo)通，電流經(jīng)可控硅V2流向燈管，電阻R6上的壓降消失，電解電容C7所充的電經(jīng)二極管D7和可控硅V2放掉，準(zhǔn)備著另一次充電。由于晶體管穩(wěn)流電路、保護電路和熒光燈管三者通過D6串聯(lián)在電解電容C5的正負(fù)極之間，不管這三者的位置怎樣互換，保護電路都能起到限制C5放電電流的作用，使C5放電電流不會太大而把穩(wěn)流晶體管V1燒壞。
降壓電路(虛線框2)與橋式整流濾波電路(虛線框3)串聯(lián)后通過二極管D6和倍壓整流電路(虛線框1)并聯(lián)，再與晶體管穩(wěn)流電路(虛線框4)、保護電路(虛線框5)和熒光燈管串聯(lián)。當(dāng)開關(guān)打開接通電源時，倍壓整流電路產(chǎn)生高壓使熒光燈管啟輝，啟輝后高壓消失，接著由降壓電路、橋式整流濾波電路、晶體管穩(wěn)流電路和保護電路串聯(lián)后供給熒光燈管平穩(wěn)的直流電流。
電阻R5和啟輝泡串聯(lián)組成熒光燈管負(fù)極燈絲預(yù)熱啟輝電路，接在橋式整流電路D4正極和燈管負(fù)極的另一接點之間(圖1)，U形雙金屬片接負(fù)極，靜觸片接正極，啟輝速度較快。如在橋式整流電路D4正極和濾波電容C5之間接入二極管D5(圖2)，這樣效果更好，燈絲預(yù)熱時濾波電容C5不能放電，減小電流對燈絲的沖擊。
功率較小的熒光燈，一般熒光燈管功率在16瓦和16瓦以下，電阻R6消耗的電能較少，因而可控硅延時導(dǎo)通電路可省略(圖3)，即V2、D7、R7、W和C7可省略。
啟輝泡和電阻R5也可接在熒光燈管兩端燈絲之間(圖4)。如啟輝泡改用繼電器也可以。
啟輝泡和電阻R5省略，可對熒光燈管進行冷啟輝(圖5)。
直流電子鎮(zhèn)流器不同于倍壓整流器，倍壓整流器對燈管沖擊很大，原因是倍壓整流器的電流波形是不連續(xù)的，它是靠不斷地啟動點亮燈管，這就縮短了燈管的使用壽命，同時使頻閃更利害，每秒有50個脈沖，也就是每秒閃50次，眼睛也受不了，兩次脈沖之間不發(fā)光，因而發(fā)光效率低。直流電子鎮(zhèn)流器只有在開燈時才有高壓點亮燈管，以后就沒有高壓了，所以燈管使用壽命長，發(fā)光是連續(xù)不斷的，象自然光一樣，保護視力，也提高了發(fā)光效率。本直流電子鎮(zhèn)流器可用于各種直管和異型管熒光燈，組成系列節(jié)能保健熒光燈。
本發(fā)明由于設(shè)計了直流電子鎮(zhèn)流器代替原來熒光燈的電感鎮(zhèn)流器，因而可將工作電流由原來的交流電轉(zhuǎn)換成平穩(wěn)的直流電，消除了使人煩惱的頻閃現(xiàn)象，保護視力。此外，節(jié)電效果也十分明顯。其原因在于直流電流能調(diào)到熒光燈管最佳發(fā)光效率的電流值附近，減少了電流的浪費，直流鎮(zhèn)流器本身消耗的功率比電感鎮(zhèn)流器要小。
圖1為節(jié)能保健熒光燈的電路圖。其中虛線框1為倍壓或多倍壓整流電路，虛線框2為降壓電路，虛線框3為橋式整流濾波電路，虛線框4為晶體管穩(wěn)流電路，虛線框5為保護電路，啟輝泡和電阻R5串聯(lián)組成燈絲預(yù)熱啟輝電路。
圖2為在橋式整流電路D4正極和濾波電容C5之間接入二極管D5，燈絲預(yù)熱時濾波電容C5不放電，減少電流對燈絲的沖擊。
圖3為熒光燈管功率在16瓦和16瓦以下，電阻R6消耗的電能較少，可控硅延時導(dǎo)通電路可省略。
圖4為啟輝泡和電阻R5接在熒光燈管兩端燈絲之間。
圖5為省略啟輝泡和電阻R5，對熒光燈管進行冷啟輝。
實施例1、40W熒光燈二極管D為1N4007，三極管V1為3DD15A或SDD13005，可控硅V2為MCR100-6，穩(wěn)壓管W為2CW54，電容C1～C3為0.01μF630V，C4為9μF250V，電解電容C5為150μF330V，C6為100μF16V，C7為22μF10V，電阻R1為220K，R2為330K，R3、R4為2K，R5為51Ω，R6為100Ω，R7為100K。
2、9W熒光燈二極管D為1N4007，三極管V1為DD01A或SDD13003，電容C1～C3為0.01μF630V，C4為2.4μF250V，電解電容C5為40μF330V，C6為100μF16V，電阻R1為220K，R2為330K，R3、R4為3K，R5、R6為51Ω。
權(quán)利要求
1.一種節(jié)能保健熒光燈，包括熒光燈管、直流電子鎮(zhèn)流器和燈具三個部分，其特征在于直流電子鎮(zhèn)流器包括倍壓或多倍壓整流電路、降壓電路、橋式整流濾波電路、晶體管穩(wěn)流電路和保護電路，倍壓或多倍壓整流電路與橋式整流濾波電路之間接有隔離二極管D6，橋式整流濾波電路經(jīng)二極管D6后，一極接熒光燈管一端電極，另一極經(jīng)晶體管穩(wěn)流電路和保護電路后接熒光燈管另一端電極，晶體管穩(wěn)流電路、保護電路和熒光燈管三者相互串聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能保健熒光燈，其特征在于倍壓或多倍壓整流電路由二個或多個電容器和相應(yīng)的二極管連接而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能保健熒光燈，其特征在于降壓電路由電容C4和電阻R1并聯(lián)構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能保健熒光燈，其特征在于橋式整流濾波電路由四個二極管D4、一個電解電容C5和電阻R2連接而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能保健熒光燈，其特征在于晶體管穩(wěn)流電路由晶體三極管V1、電阻R3、R4和電解電容C6連接而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能保健熒光燈，其特征在于保護電路由限流電阻R6和可控硅延時導(dǎo)通電路并聯(lián)而成，可控硅延時導(dǎo)通電路由可控硅V2、二極管D7、電阻R7、穩(wěn)壓管W和電解電容C7連接而成，D7和R7接V2正極，W接V2控制極，C7接V2負(fù)極。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的節(jié)能保健熒光燈，其特征在于(1)上述熒光燈管功率在16瓦和16瓦以下;(2)上述直流電子鎮(zhèn)流器中的保護電路省去可控硅延時導(dǎo)通電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能保健熒光燈，其特征在于啟輝泡和電阻R5串聯(lián)組成燈絲預(yù)熱啟輝電路，接在橋式整流電路正極和燈管負(fù)極的另一接點之間，或接在燈管兩端燈絲之間。
全文摘要
一種節(jié)能保健熒光燈，由熒光燈管、直流電子鎮(zhèn)流器和燈具組成。直流電子鎮(zhèn)流器包括倍壓或多倍壓整流電路、降壓電路、橋式整流濾波電路、晶體管穩(wěn)流電路和保護電路，實現(xiàn)對燈管電極的高壓觸發(fā)啟輝和將交流電向平穩(wěn)的直流電的轉(zhuǎn)換，使加到燈管的工作電流是平穩(wěn)的直流電。本熒光燈沒有頻閃現(xiàn)象，保護視力，并有明顯的節(jié)能效果和低電壓啟輝，可替代目前通用的各種直管和異形管的熒光燈或白熾燈。
文檔編號H05B41/234GK1079282SQ93112478
公開日1993年12月8日 申請日期1993年7月6日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月6日
發(fā)明者陸鎮(zhèn)平 申請人:陸鎮(zhèn)平