CN101444146A - 安全启动器装置 - Google Patents

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Abstract

描述了一种用于气体放电灯的安全启动器电路，该电路包括以下串联布置：辉光启动器(5)，至少一个电阻元件(9)，温控开关元件(8)。温控开关元件(8)和电阻元件(9)具有热传递关系，以便温控开关元件(8)由电阻元件(9)中产生的热量有效加热。温控开关元件(8)设计为：当它的温度超过预定的切断温度时，作出从导电状态到不导电状态的转换。根据本发明，温控开关元件(8)布置在气密盒(7a)中。

Description

安全启动器装置
技术领域
本发明通常涉及一种用于点燃气体放电灯的启动器装置。尤其，本发明涉及一种用于荧光灯的安全辉光启动器(glow switch starter)。
背景技术
放电灯需要施加高于阈值电压(用击穿电压表示)的电压来点燃。对于持续放电，较低电压就足够了。击穿电压的大小依赖于某些条件，例如，灯电极的温度：在温度越高时，击穿电压越低。为了产生点燃电压脉冲，众所周知的是，布置包括与灯串联的电感的镇流器，及布置与灯并联的开关。第一步，闭合开关(即，导电)，以便电流流过电感和灯电极，从而加热电极以及给电感器充电。第二步，打开开关(即，形成不导电)，以便电感器在灯电极上产生高电压脉冲。该高电压脉冲引起灯中放电，这伴随有可见闪光。如果放电通道的导电性是足够的，则放电可以通过电源电压维持。实际上，在灯被点燃之前，可能需要几个这些开关循环过程。
这样的启动器开关(starter switch)的常见例子是辉光放电开关。辉光放电开关基本上由双金属触点组成，双金属触点在正常情况下是打开的。如果施加电压，很小的辉光电流流过开关，辉光放电加热触点，以便触点闭合。在触点闭合的情况下，开关携带较大电流，以加热灯电极，但是双金属开关触点冷却，以便在几秒钟之后它们再次打开。
在灯使用寿命的尽头，点燃变得更加困难，简单的说是因为电极被耗尽。如果没有采取任何预防措施，正常的辉光放电开关启动器将保持开关操作，导致灯内重复放电闪光，其视觉表现为灯的闪烁。这种闪烁会使人烦躁。此外，作为持续施加大电流的结果，启动器、灯管和镇流器可能变热，这是潜在的危险。
现有技术已经认识到这个问题，并且已经提出了解决上述问题的几种解决方法。
US-2003/0085668公开了，与固态定时器结合使用半导体开关，所述定时器限制了开关试图启动灯的持续时间。
GB 2254970公开了一种用于荧光灯的启动器装置，该装置包括彼此串联连接的辉光点燃器，可复位的双金属开关，和负温度系数(NTC)电阻器，以及进一步包括和NTC电阻器并联布置的欧姆电阻器。通过辉光点燃器的电流使得电阻器中产生热量。这个热量传递到双金属开关。通常，在几个开关循环之后灯被点燃，且启动器电路从点燃瞬间起就没有电流，因此停止产生热量。通常，直到点燃瞬间产生的热量不足以启动(actuate)双金属开关。在灯点燃失败情况下，在电阻器中产生的连续热量引起双金属开关的温度充分上升，以致于开关打开，由此断开电极加热电路。在这种情况下，双金属开关属于一旦冷却不能自动闭合的类型，开关需要用户手动复位。因此，只要用户不复位，灯的刺激闪烁就停止。
GB2254970的装置具有一些缺点。一个重要的缺点是，这个装置尤其在油，气或化学工业环境中形成安全危险。当开关打开时，由分离的触点猛烈断开电流，可能发生跳火(flashover)，该跳火在具有可燃性气体的情形下特别不安全。更进一步，可能发生双金属开关阻塞，即，开关不能打开；如果是那样的话，点燃过程将继续，因此加热灯组合的部件，这也可能导致不安全的情形。
本发明的目的是提供一种用于气体放电灯的启动器，该启动器在操作过程中本质上是安全的。
发明内容
为此，本发明提出了至少将开关元件布置在气密壳体中。即使在开关打开时发生跳火，气密壳体阻止可燃性气体到达开关的触点，从而阻止了可能的气体被上述跳火点燃。优选地，开关元件实现为热熔丝；热熔丝重要的一个优点是，不提供机械的开关操作，因此减小了跳火的危险。
原则上，加热电阻器可以布置在气密壳体的外面。然而，优选的，加热电阻器也被布置在气密壳体内部，尽可能靠近开关元件。
在优选实施例中，热熔丝组件是热熔电阻器，包括和电阻器串联的热熔丝，电阻器和热熔丝彼此具有很好的热接触。和开关组件串联的热熔丝电阻器提供了一种保护启动器电路免受过热的简单而有效的方式。
应该注意到，热熔丝电阻器本身是已知的。例如，在JP 2001-023492中公开了一种热熔电阻器。
附图说明
参考附图，以下描述将进一步阐明本发明的上述和其它方面、特征和优点，其中，同样的附图标记表示同样的或相似的部分，其中：
图1示出了具有根据本发明安全启动器电路的荧光灯的电路图。
具体实施方式
图1示出了荧光灯1与根据本发明的安全启动器装置10相连接的电路图。荧光灯1包含两个电极2和3，且可以通过镇流器4施加电压UB，所述镇流器4用来限制在点燃后通过灯的电流。每个电极具有两个电极端子。连接电极2，3的第一电极端子，以提供电压UB。电极2，3的第二电极端子与安全启动器电路10的连接端子11，12连接。
安全启动器电路10包括在连接端子11，12之间彼此串联的双金属(bi-metallic)辉光放电开关(glow switch)5和热熔电阻器7。热熔电阻器7包括和电阻9串联连接的热熔丝8。该热熔丝8和电阻9彼此保持很好的热接触，并密封在一个共同的盒7a中。电容器6布置成与辉光放电开关5并联。可替换地，电容器可以布置成与辉光放电开关和热熔电阻器两者并联。
具有根据本发明安全启动器电路的荧光灯的操作如下所述。
当灯1关闭，并且在电路的连接导线间施加电压UB时，几mA的小电流将流过电极2、3，辉光放电开关(glow switch)5，电阻器9和热熔丝8。在辉光放电开关5中，辉光放电将加热双金属触点直到它们闭合为止。在闭合情形下，电流将增加到一个在例如0.5-1.5A的量级的值，该值取决于灯的类型和其它因素，并且该电流将加热灯1中的电极2，3。开关的双金属触点冷却，开关重新打开。镇流器4在电极2，3上产生高电压脉冲。通常，辉光放电开关1的触点在灯1点燃之前，重新打开和闭合几次。在灯点燃之后，辉光放电开关触点将保持打开，且不再有任何电流流过启动器电路10。
在灯1没有点燃的情况下，例如，由于灯的寿命终止，辉光放电开关5在较长的一段时间内连续闭合和打开。在这段时间中，连续流动的电流引起电阻器9中产生热量，产生的热量进而引起热熔电阻器7的温度增加。当温度达到所谓的切断温度时，热熔丝8熔化，这轻轻地永久断开启动器电路。跳火不太可能发生。即使发生跳火，电流中断以固有的安全方式发生，这是因为上述跳火可能发生在盒7a中，与可能的可燃性气体有效隔绝。
启动器装置10的组件产生故障也是可能的。在辉光放电开关5由于辉光放电开关的触点粘在一起而产生故障的情况下，大电流将继续流过启动器电路。而且，该电流将引起热熔电阻器7的温度增加，以便最终热熔丝8熔化，从而永久地断开电路。在电容器6产生故障和引起短路的情况下，上述情形也适用。
因此，在灯故障的情况下和在启动器故障的情况下，永久断开启动器电路，并且不会出现任何另外的灯闪烁和大电流。因为不能复位根据本发明的启动器电路，其得到本质上的安全，这在处理油和/或气，或使用化学制品的环境中是尤其需要的。
理想的，热熔丝8在预定的时间期间之后熔化，例如5分钟。然而，电阻器9中发散的热量取决于在灯电极的加热阶段中的电流，该电流又取决于灯的类型。应该注意到，热熔电阻器存在很宽范围的电阻值和很宽范围的切断温度。本领域技术人员要理解的是，如何选择热熔电阻器来和特定的放电照明系统属性相匹配，以便获得特定的断电(cut-off)时间。在实际环境中，热熔电阻器典型地具有大致2.2欧到大致47欧范围的电阻。
对于本领域技术人员来说很明显，本发明不限于以上讨论的示范性的实施例，而且一些变化和修改可能在如权利要求书中所限定的本发明保护的范围内。
应该注意到，盒7a可以实现为具有内部空间的空壳体，或者例如塑料的结实块。

Claims (4)

1.用于气体放电灯(1)的安全启动器装置(10)，包括下述的串联布置：
辉光启动器(5)；
至少一个电阻元件(9)；
温控开关元件(8)；
其中，所述温控开关元件(8)和电阻元件(9)具有热传递关系，以便温控开关元件(8)由电阻元件(9)中产生的热量有效地加热；
并且，其中温控开关元件(8)设计为：当它的温度超过预定的切断温度时，作出从导电状态到不导电状态的转换；
其特征在于：至少温控开关元件(8)布置在气密盒(7a)中。
2.如权利要求1所述的安全启动器装置，其中，温控开关元件(8)实现为热熔丝。
3.如权利要求1所述的安全启动器装置，其中，电阻元件(9)也布置在气密盒(7a)中。
4.如权利要求1所述的安全启动器装置，其中，温控开关元件(8)和电阻元件(9)的结合由热熔电阻器(7)实现。
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