專利名稱：起動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括一個發(fā)熱開關(guān)和一個安全開關(guān)的串聯(lián)結(jié)構(gòu)的起動電路，該電路的發(fā)熱開關(guān)和安全開關(guān)各具有一個封閉空間，伸入到各自封閉空間的一對電流導(dǎo)體和安裝在密閉空間內(nèi)并與其中一個導(dǎo)體相連的雙金屬元件，發(fā)熱開關(guān)的密閉空間中設(shè)有可電離填充物，發(fā)熱開關(guān)在冷態(tài)下是斷開的，而安全開關(guān)在冷態(tài)下是閉合的，另外該起動電路還包括一個用于使安全開關(guān)斷開的熱源和一個用于保持安全開關(guān)斷開的熱源。
這樣的起動電路為DE815365所已知。發(fā)熱開關(guān)和安全開關(guān)為此目的彼此熱耦合。旁路安全開關(guān)的電阻用于保持安全開關(guān)打開的熱源。
該公知的起動電路用于引燃具有可預(yù)熱電極的低壓放電燈。用于這個目的的公知的起動電路構(gòu)成使低壓放電燈與具有連接端子的電感相串聯(lián)和使該起動電路賴以旁路放電燈和與電極串聯(lián)的電路的部分。
當(dāng)連接端子與一個電源相連時，發(fā)熱開關(guān)交替地進(jìn)入斷開和閉合狀態(tài)。在閉合狀態(tài)，一個電流經(jīng)起動電路流過電極。這個電流使放電燈的電極達(dá)到一個較高的溫度，這個溫度足以使放電燈產(chǎn)生引燃的電子發(fā)射。
從閉合狀態(tài)到斷開狀態(tài)的轉(zhuǎn)換切斷了通過放電燈電極的電流，從而使與燈串聯(lián)的電感元件產(chǎn)生一個引燃電壓脈沖。如在該引燃電壓脈沖引起在放電燈的兩電極之間的放電，則放電燈上的這個電壓降得很快，因而在發(fā)熱開關(guān)的兩電流導(dǎo)體之間的電壓也降得很快，以致使發(fā)熱開關(guān)保持在斷開狀態(tài)，在兩個電流導(dǎo)體間的觸點和發(fā)熱開關(guān)停留在斷開狀態(tài)。
可是如果反復(fù)引燃操作仍不能使低壓力放電燈中放電，則由于安全開關(guān)與發(fā)熱開關(guān)熱耦合，安全開關(guān)被加熱到能使安全開關(guān)的雙金屬元件彎曲的程度。這將使安全開關(guān)呈現(xiàn)開路狀態(tài)。其結(jié)果，電流將開始流過旁路安全開關(guān)的阻抗。在這個阻抗上產(chǎn)生的熱使安全開關(guān)處在開路狀態(tài)，以致不能進(jìn)一步產(chǎn)生引燃脈沖。由此所帶來的缺點是使安全開關(guān)從進(jìn)入閉合狀態(tài)到再次斷開電源后所經(jīng)過的時間、即下面所謂的恢復(fù)時間變得較長，這使確定到底是應(yīng)更換燈還是其它故障的困難變大。
本發(fā)明的目的是提供一種在開始那段中所描述的那種起動電路，該電路具有比較短的恢復(fù)時間。按照本發(fā)明，為此目的而在開始那段描述的那種起動電路的特征在于用于保持安全開關(guān)開路的熱源由在安全開關(guān)的密閉空間中的可電離的填充物構(gòu)成。安全開關(guān)的可電離填充物質(zhì)是例如一種惰性氣體或惰性氣體的混合物，當(dāng)作為發(fā)熱開關(guān)的填充物時，例如是一種惰性氣體Ne和Xe的混合物，例如Ne95Xe5(mole％)，Ne99Xe1或例如一種惰性氣體Ne和Ar的混合物，例如Ne99Ar1或Ne25Ar75。填充壓力可以在從10至100mbar之間。
當(dāng)燈引燃失敗，使安全開關(guān)開路的熱源引起安全開關(guān)開路時，將在安全開關(guān)的兩電流導(dǎo)體之間產(chǎn)生輝光放電。在輝光放電時產(chǎn)生的熱使安全開關(guān)的雙金屬元件處在開路狀態(tài)。因為安全開關(guān)的可電離填充物質(zhì)的熱容量與一個阻抗元件的熱容量相比小到可以略去不計，所以在電源切斷后安全開關(guān)的雙金屬元件很快地變冷。
用于使安全開關(guān)開路的熱源例如是發(fā)熱開關(guān)，在此情況下，發(fā)熱開關(guān)與安全開關(guān)熱耦合，在一個實用的實施例中，用于使安全開關(guān)開路的熱源是一個與安全開關(guān)熱耦合并與發(fā)熱開關(guān)串聯(lián)的阻抗元件。為增強(qiáng)這種耦合可以把這個阻抗元件例如通過導(dǎo)熱膠或金屬帶固定到安全開關(guān)上，該阻抗元件最好是一個電源電阻器(例如線繞電阻器)在燈出現(xiàn)故障時安全開關(guān)開路瞬間的長短可以通過該阻抗元件的電阻值很容易選定，在實踐中，該阻抗值將在5至100歐姆之間。
在一個可取的實施例中，發(fā)熱開關(guān)被一個由一個電抗元件組成的支路旁路。借此可以使保持安全開關(guān)的兩個電流導(dǎo)體之間的輝光放電的電壓更高。這將使選擇安全開關(guān)的范圍更寬。
該電抗元件最好是一個容抗元件，以便防止發(fā)熱開關(guān)的切換失靈。該支路由容抗元件和阻抗元件的串聯(lián)結(jié)構(gòu)是可取的。該阻抗限制了通過容抗的電流，以便不使這個電流不必要強(qiáng)加給發(fā)熱開關(guān)起動的容抗和電流導(dǎo)體上。
與發(fā)熱開關(guān)不同，安全開關(guān)在冷態(tài)下是閉合的。除這個不同外，安全開關(guān)可以通過在發(fā)熱開關(guān)領(lǐng)域常用的和本技術(shù)領(lǐng)域人員熟悉的工藝和材料來實現(xiàn)。
下面將結(jié)合附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明的起動電路的上述的和其它的方面。


圖1示意地示出一種具有一個起動電路的電路結(jié)構(gòu)。圖2示出了本發(fā)明的起動電路的第一實施例。圖3示出了作為一個以時間為自變量的溫度函數(shù)。圖4示出了本發(fā)明的第二實施例。
圖1示出了一個包括有感抗元件b、放電燈c和起動電路1的電路結(jié)構(gòu)。該電路結(jié)構(gòu)有用于與一個電源(例如城市供電網(wǎng))相連的輸入端子a1、a2。放電燈C與輸入端子a1、a2相連，感抗元件b連接在這兩個輸入端之一(在圖中是a2)和與燈相連的電極d2之間。起動電路1旁路燈c并與連接到燈上的電極d1和d2相串聯(lián)。
在圖2中更詳細(xì)地示出了本發(fā)明的起動電路1的第一實施例。起動電路1是一個串聯(lián)結(jié)構(gòu)，該串聯(lián)結(jié)構(gòu)順次由發(fā)熱開關(guān)10、阻抗元件11和安全開關(guān)12串聯(lián)組成。發(fā)熱開關(guān)10和安全開關(guān)12各自有一個分別被外殼10d、12d包圍的空間10a和12a。一對電流導(dǎo)體10b、10c穿過發(fā)熱開關(guān)10的外殼10d進(jìn)入封閉空間10a。一對與電流導(dǎo)體10b、10c中之一(在此是10c)相連的雙金屬元件10e安裝在發(fā)熱開關(guān)10的封閉空間10a內(nèi)。雙金屬元件10e有一個由Ni20Fe74Mn6(重量百分比)材料制成的主動側(cè)和一個由Ni36Fe64材料制成的被動側(cè)，被動側(cè)朝向另一電流導(dǎo)體10b。發(fā)熱開關(guān)10在冷態(tài)下開路。發(fā)熱開關(guān)10的密閉空間10a充有可電離物質(zhì)，在此例中填充壓力為35mbar的Ar75Ne25(摩爾％)。一對電流導(dǎo)體12b、12c穿過安全開關(guān)12的外殼12d進(jìn)入密閉空間12a，一個與電流導(dǎo)體12b、12c中之一(在此為12c)相連的雙金屬片12e安裝在安全開關(guān)12的密閉空間12a內(nèi)。安全開關(guān)12的雙金屬片12e也有一個由Ni20Fe74Mn6(重量百分比)構(gòu)成的主動側(cè)和一個由Ni36Fe64材料構(gòu)成的被動側(cè)，但安全開關(guān)12的主動側(cè)朝向另一電流導(dǎo)體12b。在本實施例中的安全開關(guān)12在冷態(tài)下是閉合的。起動電路1還包括一個用于斷開安全開關(guān)并由與發(fā)熱開關(guān)10相串聯(lián)的阻抗元件11構(gòu)成的熱源。阻抗元件11由例如一個阻抗值為12歐姆的線繞電阻構(gòu)成。阻抗件11通過輻射和傳導(dǎo)與安全開關(guān)12的雙金屬片12e熱耦合。為了加強(qiáng)這個熱耦合，而通過導(dǎo)熱膠14將阻抗元件11固定到安全開關(guān)12上。
起動電路1還包括一個用于使安全開關(guān)12開路的熱源。按照本發(fā)明，這個熱源通過在安全開關(guān)12的密閉空間12a中填充可電離物質(zhì)而構(gòu)成，在本例中，填充物是填充壓力為60mbar的Ne90Ar10(摩爾％)。
發(fā)熱開關(guān)10被由一個電抗元件13組成的支路旁路。該電抗元件13在此是一個容抗元件。IEC標(biāo)準(zhǔn)7.12.1允許的最大電容值為20nF。在此所用的容抗元件13是5nF的電容器。在所示出的實施例中，該支路是一個容抗元件13和阻抗元件11的串聯(lián)結(jié)構(gòu)。
按照本發(fā)明的起動電路操作如下發(fā)熱開關(guān)10在冷態(tài)下斷開、而安全開關(guān)12閉合。當(dāng)該電路結(jié)構(gòu)接通時，在發(fā)熱開關(guān)10的密閉空間10a中的電流導(dǎo)體10b、10c之間發(fā)生輝光放電。該輝光放電加熱開關(guān)10的雙金屬元件10e。與電流導(dǎo)體10c相連的雙金屬元件10e在上述加熱效應(yīng)的作用下被加熱。從而使雙金屬元件10e與電流導(dǎo)體10b接觸。這個接觸發(fā)生后使輝光放電熄滅，而電流將流過放電燈c內(nèi)的電極d1和d2，再流過起動電路1的阻抗元件11和感抗元件b。這個電流使放電燈c的電極d1和d2加熱到使放電燈能正常引燃所需產(chǎn)生的足夠發(fā)射的電流的溫度。在發(fā)熱開關(guān)10中輝光放電熄滅后，發(fā)熱開關(guān)10的雙金屬元件10e冷下來，由于發(fā)生變形而使發(fā)熱開關(guān)10變成打開狀態(tài)。結(jié)果使通過燈c的電流中斷，感抗元件b產(chǎn)生一個引燃電壓脈沖。如果由于該引燃電壓脈沖而將燈c引燃，則發(fā)熱開關(guān)將仍處在斷開狀態(tài)。如果燈c引燃失敗，則輝光放電又將在發(fā)熱開關(guān)10的兩個電流導(dǎo)體10b、10c之間發(fā)生，其中加熱電極d1和d2及產(chǎn)生一個引燃電壓脈沖的過程將自動地重復(fù)進(jìn)行。在阻抗元件11中產(chǎn)生熱是由于電流在發(fā)熱開關(guān)10閉合后的時間間隔內(nèi)流過的電流而引起的。借此與阻抗元件11熱耦合的安全開關(guān)12的雙金屬片12e被加熱。
在圖3，曲線A示出了安全開關(guān)12的壁溫TW與上述電路結(jié)構(gòu)接通后所經(jīng)過的時間函數(shù)關(guān)系，在圖3中所示例子中的壁溫TW在引燃失敗時刻t1(1.2分)在燈C的那部分高達(dá)110℃。使安全開關(guān)的雙金屬元件12e變形達(dá)到使安全開關(guān)12變成開路狀態(tài)的程度。隨著安全開關(guān)變成開路狀態(tài)，輝光放電將在電流導(dǎo)體12b和12c之間產(chǎn)生。這個輝光放電被一個流過容抗元件13接著可能通過發(fā)熱開關(guān)10和阻抗元件11的電流維持。在安全開關(guān)12的密閉空間12a內(nèi)的輝光放電釋放保持安全開關(guān)在開路狀態(tài)的熱量，以便不再產(chǎn)生引燃電壓脈沖。隨著安全開關(guān)處在斷開狀態(tài)，在阻抗元件11上不再產(chǎn)生任何熱量，所以使壁溫TW在幾分鐘內(nèi)降到比較低的溫度45℃左右。
在DE815365公知的起動電路中，在安全開關(guān)的密閉空間的填充物按照能否發(fā)生放電的要求來選擇。在這個公知的起動電路中，用一個阻抗元件作為使安全開關(guān)開路的外部熱源，在安全開關(guān)開路后也保持該比較高的壁溫TW(見圖3曲線B)，在安全開關(guān)冷卻到足以再呈現(xiàn)閉合狀態(tài)的程度前，該電路結(jié)構(gòu)斷開后要花費比較長的時間。
在本發(fā)明的起動電路中，與上述公知的起動電路相比，通過在安全開關(guān)斷開后使在安全開關(guān)的密閉空間12中的可電離填充物輝光放電來保持這個閉合狀態(tài)。在安全開關(guān)斷開時，安全開關(guān)12外部的部件也可以隨著冷卻下來。因此本發(fā)明的起動電路的恢復(fù)時間比較短。
如果將圖2中所述的起動電路用在一個起動和供給低壓輝光放電燈相當(dāng)?shù)偷念~定電源的電路結(jié)構(gòu)中，則為了產(chǎn)生安全開關(guān)12所需的足夠熱量而必須具有一個比較高阻值的阻抗元件11。在圖2的實施例中，比較高的阻值不能降低對容抗元件13的干擾的抑制作用，特別是在電源電壓的諧波高的情況下，這一點要特別注意。然而，在圖4的實施例中這種不利影響在具有比較高的電抗值的電抗元件11在情況下確實存在。由于這個原因，在圖4的實施例中只在電抗元件11具有比較低的電阻值的情況下才能滿意地實現(xiàn)。
與圖2中那些相應(yīng)的部件具有加上100的參考數(shù)字。在圖4中，發(fā)熱開關(guān)110被只由一個容抗元件113組成的支路旁路。圖4的實施例使用在起動和供給低電壓放電燈的比較低功率的電路結(jié)構(gòu)中是具有吸引力的。在這個實施例中，用于使安全開關(guān)開路的熱源也是一個阻抗元件111。然而發(fā)熱開關(guān)110只被容抗元件113旁路的事實意味著阻抗元件111可以有一個比較高的阻值，但不能降低對容抗元件113的干擾的抑制作用。
權(quán)利要求
1.一種起動電路(1)，該起動電路由一個發(fā)熱開關(guān)(10)和一個安全開關(guān)(12)的串聯(lián)結(jié)構(gòu)組成，發(fā)熱開關(guān)和安全開關(guān)各自有一個密閉的空間(10a，12a)、伸入到各自密閉空間中的一對電流電極(10b、10c；12b、12c)和配置在密閉空間內(nèi)并與電流導(dǎo)體(10c、12c)之一相連的雙金屬元件(10e、12e)，發(fā)熱開關(guān)(10)的密閉空間(10a)中設(shè)有可電離填充物，發(fā)熱開關(guān)(10)在冷態(tài)下開路，而安全開關(guān)(12)在冷態(tài)下閉合，該起動電路(1)還包括一個用于使安全開關(guān)(12)開路的熱源(11)和一個保持安全開關(guān)(12)開路的熱源，其特征在于用于保持安全開關(guān)開路的熱源由在安全開關(guān)(12)的密閉空間(12a)中的可電離填充物構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的起動電路，其特征在于用于使安全開關(guān)(12)開路的熱源是與安全開關(guān)(12)的雙金屬片(12e)熱耦合并與發(fā)熱開關(guān)(10)串聯(lián)的阻抗元件(11)。
3.如權(quán)利要求2所述的起動電路，其特征在于發(fā)熱開關(guān)(10)被由一個電抗元件(13)組成的支路所旁路。
4.如權(quán)利要求3所述的起動電路，其特征在于所述電抗元件是一個容抗元件(13)。
5.如權(quán)利要求2或4所述的起動電路，其特征在于所述的支路是容抗元件(13)和阻抗元件(11)的串聯(lián)結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求4所述的起動電路，其特征在于所述的支路只由一個容抗元件(113)組成。
全文摘要
本發(fā)明的起動電路(1)包括一個發(fā)熱開關(guān)(10)和安全開關(guān)(12)的串聯(lián)結(jié)構(gòu)。發(fā)熱開關(guān)(10)和安全開關(guān)(12)各自有一個密閉空間(10a、12a)、伸入到密閉空間中的一對電流導(dǎo)體(10b、10c;12b、12c),配置在密閉空間中并與電流導(dǎo)體之一(10c;12c)相連的雙金屬元件(10e、12e)。發(fā)熱開關(guān)(10 )的密閉空間(10a)中設(shè)有可電離填充物,發(fā)熱開關(guān)(10)在冷態(tài)開路,安全開關(guān)(12)在冷態(tài)閉合。該起動電路(1)包括使安全開關(guān)(12)開路的熱源(11)。該起動電路還包括用于保持安全開關(guān)(12)開路的熱源。本發(fā)明起動電路(1)的特征在于:用于保持安全開關(guān)(12)的熱源由在安全開關(guān)(12)的密閉空間(12a)中的可電離填充物構(gòu)成。
文檔編號H05B41/08GK1263686SQ99800486
公開日2000年8月16日 申請日期1999年4月6日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月17日
發(fā)明者R·H·范費爾赫伊津 申請人:皇家菲利浦電子有限公司