CN101320672A - 感应无极光源 - Google Patents
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Abstract
感应无极光源，包括：无电极灯，它包括构成闭合回路的管状灯壳，灯壳内含有汞和惰性气体，灯壳的内表面设置有荧光涂层；第一变压器铁芯和第二变压器磁芯，环绕所述的灯壳放置；第一线圈绕组，它由卷绕于所述第一变压器铁芯上的第一感应绕组和卷绕于所述灯壳上的两个启动绕组串联而成，所述启动绕组的圈数位于1圈至20圈之间；第二线圈绕组，至少有部分绕组卷绕于所述第二变压器铁芯上；射频电源，与由第一线圈绕组、第二线圈绕组连接而成的输入绕组进行电连接。本发明装置具有启动速度快、启动能力强且辅助启动装置简单等特点。
Description
技术领域
本发明涉及气体放电光源，特别涉及感应放电的无极光源。
背景技术
从专利号为96191079.8的中国专利已知这种无极光源。该种无极光源，包括：无电极灯，它包括构成闭合回路的管状灯壳，所述灯壳包括两个平行管，在两个平行管的一端或其附近与第一侧边管相连，在两个平行管的另一端或其附近与第二侧边管相连，从而构成闭合回路，灯壳内充有压强低于0.5乇的汞蒸汽和起缓冲气体作用的惰性气体；环绕所述灯壳放置的第一变压器铁芯和第二变压器铁芯；分别设置在所述第一变压器铁芯和第二变压器铁芯上的第一感应绕组和第二感应绕组；耦合到所述第一感应绕组和第二感应绕组的射频电源，用于把足够的高频能量供给所述汞蒸汽和所述惰性气体，以便在所述灯壳内产生放电电流等于或大于2A的放电；并且其中所述射频电源的频率在50KHz至3MHz的范围内。在该种无极光源中，为了能顺利启动，在所述灯壳的外表面上设置了一导电带作为辅助启动装置，该导电带与射频电源的一个输出端进行电连接，以使射频电源的输出电压能够施加到导电带上，以激励灯壳内气体的电容性放电。该种导电带的放置固定与电连接较为复杂，不利于批量生产。另外该种导电带的辅助启动作用也很有限，当灯壳的放电回路较长、特别是环境温度较低、灯壳内的充气压较高时，该种光源就难以顺利启动。
已经发现，该种无极光源的启动过程大致是这样的，灯壳内气体的放电击穿首先是由灯壳内气体的电容性放电引起的，然后才过渡到感应耦合放电，即气体的击穿首先是轴向电场的E型放电，然后才过渡到感应电场的H型放电。而电容性放电与轴向电场的大小及放电电容的大小密切相关，施加的轴向电场越大和放电电容的容量越大，越容易产生电容性放电且所产生的强度就越强，其光源的启动速度就越快，其光源的启动能力就越强。轴向电场的大小与施加的电压成正比，而施加的电压通常是由射频电源来提供的，通常射频电源的输出电路在启动时提供其谐振的高压，该谐振的高压通过某种方式在灯壳内的气体中产生轴向电场。若无极光源的启动速度越快，就越有利于延长射频电源的寿命，从而延长整个无极光源的寿命。
发明内容
本发明的目的是要提供一种启动速度快、启动能力强且辅助启动装置简单的感应无极光源。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：按照本发明，感应无极光源，包括：
无电极灯，它包括构成闭合回路的管状灯壳，灯壳内含有汞和惰性气体，灯壳的内表面设置有荧光涂层；
第一变压器铁芯和第二变压器磁芯，都环绕所述的灯壳放置；
第一线圈绕组，由卷绕于所述第一变压器铁芯上的第一感应绕组和卷绕于所述灯壳上的两个启动绕组串联而成，所述的第一感应绕组串接于所述的两个启动绕组之间，所述的每个启动绕组的圈数位于1圈至20圈之间；
第二线圈绕组，至少有部分第二线圈绕组卷绕于所述的第二变压器铁芯上；
射频电源，与由第一线圈绕组、第二线圈绕组连接而成的输入绕组进行电连接，用于提供射频能量。
所述的第二线圈绕组可以全部卷绕于所述的第二变压器铁芯上，即所述的第二线圈绕组仅由卷绕于所述第二变压器铁芯上的第二感应绕组所构成。
所述的第二线圈绕组可以由卷绕于所述的第二变压器铁芯上的第二感应绕组和卷绕于所述灯壳上的另两个启动绕组串联而成，所述的第二感应绕组串接于所述的另两个启动绕组之间。
所述的第一线圈绕组、第二线圈绕组之间的连接可以串联连接，也可以并联连接。
所述射频电源的频率在50KHz至3MHz之间，通常在100KHz至400KHz之间。所述的每个启动绕组的圈数通常选在2圈至8圈之间。所述线圈绕组通常采用多股线来绕制。
所述的启动绕组通常卷绕于所述变压器铁芯所环绕的灯壳处，也可卷绕于所述变压器铁芯所环绕的灯壳附近。
所述的构成闭合回路的管状灯壳包括两个平行管，在两个平行管的一端部或其附近与第一侧边管相连，在两个平行管的另一端部或其附近与第二侧边管相连，从而构成闭合回路。
所述的构成闭合回路的管状灯壳可由两个U型管状灯壳和连通两个U型管状灯壳的两个直管所构成，并使两个U型管状灯壳不处在同一平面内，这样所述无电极灯就具有闭合的立体造型。
所述灯壳的孔径尺寸通常在10mm至80mm之间。在所述灯壳上可设置外露尺寸较小的内置式排气管，也可设置制作工艺较简单的外置式排气管。
所述的汞和惰性气体。其汞可为液态的汞，也可为固态的汞，如汞齐，其汞齐可设置在排气管内；其惰性气体可以是氩、氪等惰性气体及它们的混合物。
所述变压器铁芯可以采用环形结构，也可以采用其它结构。其变压器铁芯所用的材料通常采用铁氧体材料，可根据需要选用锰锌铁氧体材料，也可选用镍锌铁氧体材料；其变压器铁芯最好被切成两块，使切开后其变压器铁芯的孔位敞开，以使所述灯壳能方便放入变压器铁芯的孔位中，被切开的变压器铁芯的各端部被研磨平滑。
本发明具有如下积极效果：
本发明装置设置了至少两个启动绕组，所述启动绕组直接卷绕于所述的灯壳上，与灯壳的接触紧密，而且两个启动绕组之间的间距较小，这样可以在灯壳内的气体中产生很大的轴向电场，而且这样设置的两个启动绕组，其电容性放电的电容也较大，因此本发明不仅容易产生电容性放电，而且可以产生很强的电容性发电，大大提高了光源的启动速度和启动能力。另外在所述灯壳上直接卷绕启动绕组作为辅助启动装置，其制作简单、成本很低，有利于提高其生产效率并降低成本。
附图说明
图1是本发明的感应无极光源的示意图；
图2展示了本发明的感应无极光源的第二个实施例；
图3展示了本发明的感应无极光源的又一个实施例。
具体实施方式
图1是本发明的感应无极光源的示意图。本发明装置包括：无电极灯，它包括构成圆环形闭合回路的管状灯壳1，灯壳内含有汞和惰性气体氩，灯壳的内表面设置有荧光涂层；环绕所述的灯壳1设置了第一变压器铁芯2和第二变压器磁芯7；在第一变压器铁芯2上设置了第一感应绕组4，并在第一变压器铁芯所环绕的灯壳处设置了两个启动绕组5、6，该两个启动绕组直接卷绕于所述的灯壳上，每个启动绕组的圈数都为5圈，由第一感应绕组4和两个启动绕组5、6串联构成了第一线圈绕组3，其第一感应绕组4串接于两个启动绕组5、6的中间；第二线圈绕组8仅有一个设置在第二变压器磁芯7上的第二感应绕组10；第一线圈绕组3与第二线圈绕组8并联后连接于射频电源9上。
当电源接通时，射频电源9的输出提供一谐振的高压，该高压施加在两个启动绕组5、6上，由于该两个启动绕组之间的间距较少，因此该谐振的高压将在该两个启动绕组的附近空间产生很大的电场，使该两个启动绕组附近的灯壳内的气体迅速电离击穿，即迅速引起电容性发电；另外这样设置的两个启动绕组，其电容性放电的电容也较大，导致电容性放电的强度也较大。而在灯壳上卷绕这样的启动绕组其制作工艺简单、成本低廉。
图2示出了本发明的感应无极光源的第二个实施例。该实施例与图1所示的第一个实施例基本相似，只是第二线圈绕组8、及第一线圈绕组3与第二线圈绕组8的连接方式有所不同。本实施例的第二线圈绕组8是由卷绕于第二变压器铁芯7上的第二感应绕组10和卷绕于所述的灯壳上的另两个启动绕组11、12串联而成，第二感应绕组10串接于另两个启动绕组11、12之间，即本实施例的第二线圈绕组8增设了一对启动绕组，进一步提高了光源的启动能力，这对于放电回路较长的灯壳或在低温环境下启动工作特别适用。在图1所示的实施例中，第一线圈绕组3与第二线圈绕组8是并联连接的；而在本实施例中，第一线圈绕组3与第二线圈绕组8是串联连接的。
图3示出了本发明的感应无极光源的第三个实施例。在该实施例中，所述的构成闭合回路的灯壳包括两个平行管13、14，在两个平行管的一端部与第一侧边管15相连，在两个平行管的另一端部与第二侧边管16相连，从而构成放电的闭合回路。环绕所述的第一侧边管15设置了第一变压器铁芯2，环绕所述的第二侧边管16设置了第二变压器铁芯7。在第一变压器铁芯2上设置了第一感应绕组4，并在第一侧边管15上卷绕了两个启动绕组5、6。由第一感应绕组4和两个启动绕组5、6串联构成了第一线圈绕组3，其第一感应绕组4串接于两个启动绕组5、6的中间。第二线圈绕组8全部卷绕于第二变压器磁芯7上，即第二线圈绕组8仅有一个设置在第二变压器磁芯7上的第二感应绕组10。第一线圈绕组3与第二线圈绕组8并联后与射频电源9进行电连接。
尽管已经展示和描述了目前认为是优选的本发明的实施例，但显而易见，本领域的技术人员可以进行各种改变和改进，而不背离由所附权利要求书所限定的本发明的范围。
Claims (10)
1、感应无极光源，包括：
无电极灯，它包括构成闭合回路的管状灯壳(1)，灯壳内含有汞和惰性气体，灯壳的内表面设置有荧光涂层；
第一变压器铁芯(2)和第二变压器磁芯(7)，都环绕所述的灯壳放置；
第一线圈绕组(3)，由卷绕于所述第一变压器铁芯上的第一感应绕组(4)和卷绕于所述灯壳上的两个启动绕组(5、6)串联而成，所述的第一感应绕组(4)串接于所述的两个启动绕组(5、6)之间，所述的每个启动绕组的圈数位于1圈至20圈之间；
第二线圈绕组(8)，至少有部分第二线圈绕组卷绕于所述的第二变压器铁芯上；
射频电源(9)，与由第一线圈绕组(3)、第二线圈绕组(8)连接而成的输入绕组进行电连接，用于提供射频能量。
2、如权利要求1所限定的感应无极光源，其特征在于，所述的第二线圈绕组全部卷绕于所述的第二变压器铁芯上。
3、如权利要求1所限定的感应无极光源，其特征在于，所述的第二线圈绕组由卷绕于所述的第二变压器铁芯上的第二感应绕组(10)和卷绕于所述灯壳上的另两个启动绕组(11、12)串联而成，所述的第二感应绕组串接于所述的另两个启动绕组之间。
4、如权利要求1所限定的感应无极光源，其特征在于，其中所述的射频电源的频率在50KHz至3MHz之间。
5、如权利要求1所限定的感应无极光源，其特征在于，所述的每个启动绕组的圈数位于2圈至8圈之间。
6、如权利要求1所限定的感应无极光源，其特征在于，所述的启动绕组卷绕于所述的变压器铁芯所环绕的灯壳处。
7、如权利要求1所限定的感应无极光源，其特征在于，所述的启动绕组卷绕于所述的变压器铁芯所环绕的灯壳附近。
8、如权利要求1所限定的感应无极光源，其特征在于，所述灯壳包括两个平行管(13、14)，在两个平行管的一端部与第一侧边管(15)相连，在两个平行管的另一端部与第二侧边管(16)相连，从而构成闭合回路。
9、如权利要求1至8之一所限定的感应无极光源，其特征在于，所述的第一线圈绕组、第二线圈绕组之间的连接是并联连接。
10、如权利要求1至8之一所限定的感应无极光源，其特征在于，所述的第一线圈绕组、第二线圈绕组之间的连接是串联连接。
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