專利名稱：四陰極日光燈及其工頻電子鎮(zhèn)流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種日光燈及其交流電子鎮(zhèn)流器，特別是涉及一種四陰極日光燈及其工頻電子鎮(zhèn)流器。
現(xiàn)有的日光燈普遍只有兩個陰極，傳統(tǒng)的方法是與電感鎮(zhèn)流器和雙金屬片起輝器配合工作。由于電感鎮(zhèn)流器的功率因數(shù)較低，雙金屬片起輝器的故障率較高，人們研制了替代它們的高頻電子鎮(zhèn)流器。不過高頻電子鎮(zhèn)流器較昂貴，高頻輻射還造成電氣污染，想取代電感又無射頻的那是整流倍壓點燈線路。但這種線路又會出現(xiàn)汞的“電泳”現(xiàn)象，引起所謂的“陽極暗區(qū)”問題，為解決這個問題通常的做法是設(shè)置變極開關(guān)。中國專利90107037.B為了解決“電泳”問題就專門設(shè)置了一個雙刀撥動開關(guān)，不過這種開關(guān)由于頻繁撥動，彈簧很快疲勞，觸點也極易損壞，安裝和使用都十分麻煩，另外開關(guān)脈沖還經(jīng)常燒毀元件造成電路短路。
本實用新型的目的是提供一種線路簡單、成本低廉、方便可靠的點燈方案，該方案不要電感鎮(zhèn)流器和雙金屬片起輝器也能點亮燈管，沒有射頻污染，不會產(chǎn)生“電泳”。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的把日光燈加工成具有四個陰極的放電燈，它包括燈管、陰極、導絲和燈頭，其特征是放電管內(nèi)四個獨立的陰極都有電子發(fā)射材料，都具備發(fā)射和接收電子的能力，各個陰極和管外燈頭上的燈腳通過導絲實現(xiàn)電連接，從而構(gòu)成四陰極日光燈L及其一端的腳1和腳2、另一端的腳3和腳4。
用于點亮四陰極目光燈L的工頻電子鎮(zhèn)流器，它由二極管、電容和阻抗元件組成。
本實用新型的電路結(jié)構(gòu)由附圖
給出，圖中一根交流電源線A接于C3和C4的一端、D2的負極、D3的正極，D3的負極接于C2的一端、D4的正極，D4的負極接于L的腳1；D2的正極接于C1的一端、D1的負極，D1的正極接于R1的一端，R1的另一端接于L的腳2；C3的另一端接于D6的正極、D5的負極，D5的正極接于R2的一端，R2的另一端接于L的腳3；另一根交流電源線B接于C1和C2的另一端、D6的負極、D7的正極，D7的負極接于C4的另一端、D8的正極，D3的負極接于L的腳4。
本實用新型的各個元件是L為四陰極日光燈；C1、C2、C3、C4是容量為0.01-15μF的電容；D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8是耐流為0.1-50A的二極管；R1、R2是阻值為10-4KΩ的電阻或相應(yīng)的白熾燈。
本實用新型的工作過程是這樣的當剛接通交流電源時，假設(shè)A為正、B為負，C2經(jīng)D3充電，C3經(jīng)D6充電。
當A為負、B為正時，C2貯存的電能按B→C2→D4→腳1→腳2→R1→D1→D2→A進行放電，在燈管一端的腳1和腳2間形成小電??；C3貯存的電能按B→D7→D8→腳4→腳3→R2→D5→C3→A放電，在燈管另一端的腳4和腳3間形成小電??；同時，C1經(jīng)D3充電，C4經(jīng)D7充電。
當A又為正、B又為負時，C1貯存的電能按A→D3→D4→腳1→小電弧→腳2→R1→D1→C1→B放電，此時燈管不同端的腳1和腳3將按A→D3→D4→腳1→腳3→R2→D5→D6→B的回路與C1并聯(lián)，獲得和C1相近的電位差(約為電源蜂值電壓的2倍)，加之腳3已有電子發(fā)射，因此腳1和腳3之間可能擊穿啟動形成大電??；C4貯存的電能按A→→C4→→D8→腳4→小電弧→腳3→R2→D5→D6→B放電，此時燈管不同端的腳1和腳3還按A-→D3→D4→腳1→腳3→R2→D5→D6→B的回路與C4并聯(lián)，獲得和C4相近的電位差(約為電源峰值電壓的2倍)，加之腳3已有電子發(fā)射，因此腳1和腳3之間擊穿啟動的可能性加倍了。另外，C2經(jīng)D3再次充電，C3經(jīng)D6再次充電。
當A再變?yōu)樨摗再變?yōu)檎龝r，C2貯存的電能按B→C2→D4→腳1→小電弧→腳2→R1→D1→D2→A放電，此時燈管不同端的腳4和腳2將按B→D7→D8→腳4→腳2→R1→D1→D2→A的回路與C2并聯(lián)，獲得和C2相近的電位蓋(約為電源峰值電壓的2倍)，加之腳2已有電子發(fā)射，因此腳4和腳2之間可能擊穿啟動形成大電??；C3貯存的電能按B→D7→D8→腳4→小電弧→腳3→R2→D5→C3→A放電，此時燈管不同端的腳4和腳2還按B→D7→D8→腳4→腳2→R1→D1→D2→A的回路與C3并聯(lián)，獲得和C3相近的電位差(約為電源峰值電壓的2倍)，加之腳2已有電子發(fā)射，因此腳4和腳2之間擊穿啟動的可能性加倍了。另外C1經(jīng)D2再次充電，C4經(jīng)D7再次充電。
由于充放電的時間常數(shù)很小，上述過程周而復始，對于腳1和腳3還有按B→C2→D4→腳1→腳3→R2→D5→C3→A回路提供的約為電源峰值電壓3倍的脈沖高壓，對于腳4和腳2還有按A→C4→D8→腳4→腳2→R1→D1→C1→B回路提供的約為電源峰值電壓3倍的脈沖高壓，這就產(chǎn)生了瞬間即可點亮四陰極日光燈的效果。
燈穩(wěn)定工作后，若A為正、B為負，主回路為A→D3→D4→腳1→燈管大電弧→腳3→R2→D5→D6→B，只有R2限流分壓(D的分壓很小)，燈管大電弧可獲得較高電壓；副回路為A→D3→D4→腳1→管端小電弧→腳2→R1→D1→C1→B， 有R1和C1限流分壓，管端小電弧只能獲得較低電壓。當A為負、B為正時，主回路為B→D7→D8→腳4→燈管大電弧→腳2→R1→D1→D2→A，只有R1限流分壓(D的分壓很小)，燈管大電弧可以獲得較高電壓；副回路為B→D7→D8→腳4→-管端小電弧→腳3→R2→D5→C2→A，有R2和C3限流分壓，管端小電弧只能獲得較低電壓。
四陰極日光燈的管壓(即燈管大電弧的分壓)可以通過改變R1、R2的阻值來調(diào)節(jié)；設(shè)置D4、D1、D8、D5是為了消去尖蜂波，防止管端早期發(fā)黑；四陰極日光燈的腳1和腳4本來可以不上電子材料，由于在該電路結(jié)構(gòu)中腳1和腳2、腳4和腳3之間只有很小的電壓，不會發(fā)生有害的濺射，當腳2和腳3的電子發(fā)射材料因長時間使用而耗盡時，調(diào)換管腳，腳1和腳4仍可擔負陰極發(fā)射的工作(腳2和腳3換做陽極)，從而成倍延長燈管的使用壽命。
本實用新型由于利用了充電升壓后的電容依次提供加熱陰極和啟動燈管的電壓，實現(xiàn)了瞬間點亮的目的，因而舍去了電感鎮(zhèn)流器和雙金屬片起輝器；將感性啟動變?yōu)槿菪詥?，不但對整個電網(wǎng)有利，而且本身的功率因數(shù)也有相應(yīng)的提高。由于本實用新型從啟動到點燈始終和工業(yè)電網(wǎng)的頻率保持一致，因而避免了高頻電子鎮(zhèn)流器由射頻造成的電氣污染。另外放電管的兩對陰極雖然分別工作在交流電的正半周和負半周(由電容隔離)，但是整個燈管卻工作在全波交流電中，這就從根本上解決了整流倍壓點燈線路產(chǎn)生的“電泳”或“陰極暗區(qū)”問題。
做為本實用新型的典型實施例，其中C1～C4為1μF/400V的電容；D1～D8為1N4007的二極管；R1、R2為“220V、100W”的白熾燈；L為具有四個獨立陰極的40W管型日光燈。在該具體的實施例中，電源電壓為交流220V、工頻頻率為50HZ，輸入總電流約為430mA，同端陰極間的分壓約為直流10V，不同端陰極間的分壓(即管壓)約為交流105V，功率因數(shù)為0.75左右，啟動時間約為0.1秒。
本實用新型的點燈方案除了從電路結(jié)構(gòu)中直接得到的有益效果外，還有下述優(yōu)點1.具有四個獨立陰極的日光燈采取雙觸發(fā)的點燈模式使燈管對啟動電壓的要求減小約75％。
2.四陰極日光燈的兩對陰極只有燈管額定電流的一半通過，既保證日光燈的正常發(fā)光，又大大延長了陰極壽命。
3.工頻電子鎮(zhèn)流器中的限流元件也只有燈管額定電流的一半通過，比中國專利90107037.8中的電阻限流器減小功耗約75％。
4.采用白熾燈限流，利用鎢絲電阻的正溫度特性可以自動穩(wěn)定燈管的工作電流和電壓；改變白熾燈的瓦數(shù)就能調(diào)節(jié)整個光源的照明功率；白熾燈做為副光源既充分利用了電能，又達到了混光照明的目的。
5.將輸向四陰極日光燈的總電流提高到二倍左右，每對陰極的電流負擔并沒有超過規(guī)定的數(shù)值，可望生產(chǎn)40W以上的大功率日光燈。
6.工頻電子鎮(zhèn)流器的電路構(gòu)成具有很好的對稱性，電源不必確認零、火線，這給用戶和電氣維護人員將帶來方便。
7.四陰極日光燈的四個獨立的引腳不用標記。使用起來跟普通日光燈一樣便利。
8.四陰極日光燈及其工頻電子鎮(zhèn)流器組成的點燈裝置在照明過程中無噪音、無閃爍、無火災(zāi)隱患。
權(quán)利要求1.一種日光燈，包括放電管、陰極、導絲和燈頭，其特征是放電管內(nèi)具有四個獨立的陰極，各個陰極通過導絲和燈頭上的燈腳實現(xiàn)電連接，構(gòu)成四陰極日光燈L及其一端的腳1和腳2，另一端的腳3和腳4。
2.一種交流電子鎮(zhèn)流器，特別是用于點亮四陰極日光燈L的工頻電子鎮(zhèn)流器，其特征在于(1)一根交流電源線A接于C3和C4的一端、D2的負極、D3的正極，D3的負極接于C2的一端、D4的正極，D4的負極接于L的腳1；(2)D2的正極接于C1的一端、D1的負極，D1的正極接于R1的一端，R1的另一端接于L的腳2；(3)C3的另一端接于D6的正極、D5的負極，D5的正極接于R2的一端，R2的另一端接于L的腳3；(4)另一根交流電源線B接于C1和C2的另一端、D6的負極、D7的正極，D7的負極接于C4的另一端、D8的正極，D8的負極接于L的腳4。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工頻電子鎮(zhèn)流器，其特征在于C1、C2、C3、C4是容量為0.01-15μF的電容；D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8是耐流為0.1-50A的二極管；R1、R2是阻值為10-4KΩ的電阻或相應(yīng)的白熾燈。
專利摘要本實用新型由四陰極日光燈及其工頻電子鎮(zhèn)流器組成。四陰極日光燈包括放電管、陰極、導絲和燈頭，其特征是放電管內(nèi)具有四個獨立的陰極，通過導絲和燈頭上的燈腳實現(xiàn)電連接；工頻電子鎮(zhèn)流器由二極管、電容和阻抗元件組成。在燈點亮前由充電升壓后的電容依次加熱陰極和啟動燈管；燈穩(wěn)定工作后由二極管整流、電容隔離，讓燈管的兩對陰極分別工作在工頻交流電的正負半周；阻抗元件在啟動和點燈過程中穩(wěn)定日光燈的工作狀態(tài)。
文檔編號H05B41/16GK2266855SQ95212518
公開日1997年11月5日 申請日期1995年7月1日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月1日
發(fā)明者陳壽巒 申請人:陳壽巒