CN104754846A - 一种双电极变光荧光灯照明系统及灯泡 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双电极变光荧光灯照明系统及灯泡。其中，所述双电极变光荧光灯照明系统包括：容纳在同一灯管（FL）中的一对冷阴极（CC）和一对热阴极（HC）；以及驱动电路（D），其工作在第一状态（Ja）或第二状态（Jb），用于在第一状态（Ja）驱动所述一对冷阴极（CC）而在第二状态（Jb）驱动所述一对热阴极（HC）。

Description

一种双电极变光荧光灯照明系统及灯泡

技术领域

本发明涉及可改变发光亮度的变光荧光灯，尤其涉及灯管内设置有双电极（即一对热阴极和一对冷阴极）的变光荧光灯。本发明还涉及与所述变光荧光灯配合操作的变光控制电路及二者共同形成的双电极变光荧光灯照明系统。

背景技术

荧光灯调光问题一直被业内关注。尽管荧光灯调光装置难以与普通白炽灯的调光器兼容，但业内的技术人员仍然长期按照普通白炽灯调光器的可寻思路来设计调整荧光灯的输出光亮度的调光电路，例如针对热阴极荧光灯（HCFL）采用大量的复杂电路设计进行连续或分档的调光操作（例如公开文件CN2859993Y、CN201682686U、CN203181388U中公开的技术方案），不仅效果有限而且多以牺牲荧光灯的使用寿命为代价，故而仅有实验室试验结果的意义。例如，上述文件公开的调光器把导入阴极的电流调小之后，阴极失去热点，溅射和蒸发很快，所以存在几个方面的问题：一、调光的幅度受到很大的限制，为了尽量减少阴极溅射的程度，不能把导入灯管阴极的电流调得太低，所以最低的光输出至少在全光通的30%以上；二、为了维持阴极温度，增大了导入灯丝的电流的无功消耗，降低了光效；三、线路原理与结构脱离经典成熟的设计，故障多。总之，现有技术的调整荧光灯的输出光亮度的调光电路其调光效果差、不节能、燃点不可靠，无法走向市场。

采用上述已有技术的调光电路对冷阴极荧光灯（CCFL）进行调光其效果会好于对热阴极荧光灯进行调光的情况，但是由于通常被消费者接受的荧光灯局限于使用与普通15～10W白炽灯对应的A60的泡壳，冷阴极荧光灯的灯管在这种A60泡壳内最多也仅能够做到8W，增加调光线路后最高光效不足40lm/W，即300流明的光通，远远低于一支40W白炽灯接近500流明的光通，所以失去了真正可调光的意义。

由于HCFL与CCFL的发光机理的不同，所以上述已有技术试图通过调光装置的设计来一揽子解决荧光灯的调光问题的努力始终没有成功的结果。面对上述问题，本申请人通过多年的研究，提供一种全新思路的解决方案来实现HCFL与CCFL的统一“调光”装置的设计，其能够满足一般的使用需要。

发明内容

通过大量的调查和实践，本申请人认识到这样的事实，即，大多数使用者使用带有调光装置的照明系统的情况是在正常发光状态和一个低亮度发光状态之间进行“切换”。这里所说的“低亮度发光状态”实际上是指接近仅供视线识别最低需要的基本的背景亮度。如果在正常发光状态希望有500流明的光通量以供例如阅读的需要，则在低亮度发光状态仅需要50流明甚至更低的光通量，以供例如家庭的起居室的夜间睡眠指示地灯的需要。至于在这两个状态之间的其它中间值的发光通量一般并不被迫切地需要。也就是说，人们对于调光的心理需求和实际需求可以通过一种“变光”操作而被完全满足。

针对已有技术的缺陷和上述的调查和实践的总结，本发明提供一种双电极变光荧光灯照明系统，其核心技术特征是在同一个荧光灯中提供双电极，即一对热阴极和一对冷阴极，一对热阴极在正常发光状态下提供充分的照明光通量，另一对冷阴极在低亮度发光状态下提供大为降低的照明光通量；同时设计能够工作在上述两个状态的驱动电路，其受控于控制器件提供的控制信号的输入而分别在对应上述发光状态的两个供电状态之间进行切换，以在正常发光状中驱动一对热阴极而进行正常发光，而在低亮度发光状态中驱动一对冷阴极而进行低亮度发光。

根据本发明的一个技术方案，提供一种双电极变光荧光灯照明系统，其特征在于，包括：容纳在同一灯管FL中的一对冷阴极CC和一对热阴极HC；以及驱动电路D，其工作在第一状态Ja和第二状态Jb，用于在第一状态Ja驱动所述一对冷阴极CC而在第二状态Jb驱动所述一对热阴极HC。

根据本发明的上述技术方案的双电极变光荧光灯照明系统，其中，所述驱动电路D包括：切换开关J，用于将所述驱动电路D在所述第一状态Ja和所述第二状态Jb之间切换；和调节装置R，通过调节所述驱动电路D的电路参数来控制所述切换开关J的切换操作。

根据本发明的双电极变光荧光灯照明系统的一个实施例，所述驱动电路D中的切换开关J是一个继电器J₀，并且所述调节装置R是可至少在一个高阻值R_H和一个低阻值R_L之间进行调节的变阻器R₀，通过所述变阻器R₀的变阻操作来调节所述继电器J₀承载的电压，以使所述继电器J₀在对应所述驱动电路的第一状态Ja的常闭状态和对应所述驱动电路的第二状态Jb的常开状态之间进行切换。

本发明还提供了一种采用双电极的变光荧光灯泡，包括：灯头20，其接入市电；上盖30和中盖40，二者形成容纳带有驱动电路D的电路板B的空间S；与所述中盖40固定的螺旋灯管10；和泡壳50，其与所述上盖30结合形成封闭所述螺旋灯管10的密闭泡体C，其特征在于，所述螺旋灯管10带有由所述驱动电路D驱动的一对冷阴极CC和一对热阴极HC，其中，所述驱动电路D用于在第一状态Ja驱动所述一对冷阴极CC而在第二状态Jb驱动所述一对热阴极HC。

根据本发明的上述技术方案的采用双电极的变光荧光灯泡，其中，所述驱动电路D包括：切换开关J，用于将所述驱动电路D在所述第一状态Ja和所述第二状态Jb之间切换；和调节装置R，通过调节所述驱动电路D的电路参数来控制所述切换开关J的切换操作。

根据本发明的采用双电极的变光荧光灯泡的一个实施例，所述驱动电路D中的切换开关J是一个继电器J₀，并且所述调节装置R是可至少在一个高阻值R_H和一个低阻值R_L之间进行调节的变阻器R₀，通过所述变阻器R₀的变阻操作来调节所述继电器J₀承载的电压，以使所述继电器J₀在对应所述驱动电路的第一状态Ja的常闭状态和对应所述驱动电路的第二状态Jb的常开状态之间进行切换。

根据上述实施例的采用双电极的变光荧光灯泡，其中，所述上盖30的外表面带有控制部件CK，其与所述上盖30内部的所述驱动电路D的电路板B连接，用于控制作为所述调节装置R的所述变阻器R₀的变阻操作。

根据本发明的上述采用双电极的变光荧光灯泡的一个实施例，其中所述控制部件CK是一个奇偶开关（例如一个按键开关），其开/关状态控制所述变阻器R₀呈现一个高阻值R_H或一个低阻值R_L，使所述继电器J₀分别处在对应所述驱动电路D的第一状态Ja的常闭状态和对应所述驱动电路的第二状态Jb的常开状态。

根据本发明的上述采用双电极的变光荧光灯泡的另一个实施例，其中所述控制部件CK是一个遥控信号接收器（例如一个红外遥控信号接收器），通过接收的遥控器发送的控制信号来控制所述变阻器R₀呈现一个高阻值R_H或一个低阻值R_L，使所述继电器J₀分别处在对应所述驱动电路D的第一状态Ja的常闭状态和对应所述驱动电路的第二状态Jb的常开状态。

根据本发明的上述采用双电极的变光荧光灯泡的又一个实施例，其中所述控制部件CK是一个插口，将一个外置的所述变阻器R₀通过所述插口连接到所述上盖30内部的所述驱动电路D的电路板B，使得使用者能够直接通过调节所述变阻器R₀来使得所述继电器J₀分别处在对应所述驱动电路D的第一状态Ja的常闭状态和对应所述驱动电路的第二状态Jb的常开状态。

根据本发明的技术方案的双电极变光荧光灯照明系统及采用该系统制作的荧光灯泡由于采用同一驱动电路以不同状态分别驱动容纳在同一灯管中的一对冷阴极和一对热阴极，使得其在不同状态下分别作为冷阴极荧光灯和热冷阴极荧光灯发光，实现了一只荧光灯的两种照度的变光照明，从而提供了一种简单、可靠的荧光灯“调光”途经。

附图说明

将根据下面的附图来描述本发明的实施例，附图中：

图1是根据本发明的基本构思的双电极变光荧光灯照明系统的原理框图；

图2是实现图1的基本构思的双电极变光荧光灯照明系统的电路原理图；

图3是本发明采用的包括冷阴极和热阴极的双电极部件的结构示意图；

图4是采用图3示出的双电极部件的螺旋荧光灯管的示意图；

图5是采用图2的电路和图4的螺旋荧光灯管制作的双电极变光荧光灯泡的示意图；

图6示出了三种优选的调光操作电路；

图7是现有技术中通常采用的一种AC110～220V冷阴极CCFL驱动电路的原理示意图。

具体实施方式

图1是根据本发明的基本构思的双电极变光荧光灯照明系统的原理框图。本发明的基本构思的双电极变光荧光灯照明系统包括相互对应的两个部分（即驱动电路D和被驱动的荧光灯管FL），其核心在于在所述荧光灯管FL中设置了两对电极，即，一对冷阴极CC和一对热阴极HC。其中，在一个给定时刻，只有一对阴极在工作。根据本发明的实施例的设计，当冷阴极CC工作时，即作为冷阴极荧光灯CCFL工作时，呈现低亮度发光状态，而当热阴极HC工作时，即作为热阴极荧光灯HCFL工作时，呈现高亮度发光状态。

很显然，由于冷阴极荧光灯CCFL和热阴极荧光灯HCFL的工作机理的不同，必需有对应的驱动电路来提供相适应的驱动电压和电流，所以驱动电路D对应地工作在两个状态，即：工作在冷阴极驱动状态（或称为第一状态Ja），驱动所述一对冷阴极CC，以实现一只冷阴极荧光灯CCFL的低亮度发光；以及工作在热阴极驱动状态（或称为第二状态Jb），驱动所述一对热阴极HC，以实现一只热阴极荧光灯HCFL的高亮度发光。

如图1所示，除了为荧光灯管FL提供必要的电压和电流的基本功能之外，本发明的实施例中的驱动电路D提供了两个必要的部件来实现本发明的目标。首先是提供一个切换开关J，用于将所述驱动电路D在所述第一状态Ja和所述第二状态Jb之间切换，分别对应地实现荧光灯管作为冷阴极荧光灯CCFL的低亮度发光和作为热阴极荧光灯HCFL的高亮度发光。

驱动电路D的操作状态的切换是通过该驱动电路D中的一个调节装置R实现的。具体地说，本发明的系统的使用者可以通过调节驱动电路D中设置的参数可变的电路部件（后面将详述）来调节所述驱动电路D的电路参数，从而控制所述切换开关J的切换操作。在本发明的一个非限制性实施例中，采用的参数可变的电路部件是一个变阻部件，而切换开关J是具有常开和常闭两个状态的一个压控继电器。变阻部件的阻值变化将使得作为切换开关J的压控继电器两端的电压降改变，从而引起该继电器在对应所述第一状态Ja的常闭状态和对应所述第二状态Jb的常开状态之间切换。很显然，作为从事电路设计的专业技术人员，可以采用多种设计来实现调节装置R和被调节的切换开关J，从而实现根据本发明的构思的驱动电路D。

图2是实现图1的基本构思的双电极变光荧光灯照明系统的电路原理图。该电路是在图7所示的现有技术中通常采用的一种AC110～220V冷阴极CCFL驱动电路的基础上改进得到的。关于图7所示的现有技术的驱动电路的工作原理可以参见2008年12月31日发布的国家标准《自镇流冷阴极荧光灯性能要求》GB/T22706-2008中的5.2.9调光性能“调光型的灯应允许通过调光器（调压或切相）调整光输出，在100%～5%光通量时应无闪烁、熄灭、响声等异常现象”，其明确指出了冷阴极荧光灯调光的可行性，并且提出了具体的性能要求和技术参数指标。该文件作为背景技术全文并入本申请作为参考，相关的内容在本申请中不再赘述。

具体地，从图2与图7的比较可以看出，图2示出的本发明的驱动电路是在图7的驱动电路的基础上添加了虚线框100中的电路部分而构成的，该部分100包括：继电器J₀，作为图1所示的驱动电路D中的切换开关J；可以至少在一个高阻值R_H和一个低阻值R_L之间进行调节的变阻器R₀，作为图1所示的驱动电路D中的调节装置R；以及热阴极灯管HCFL、扼流电感Le、谐振电容Ce。

应该指出，虽然图中为了清楚起见单独画出了热阴极荧光灯管HCFL，但实际上，根据本发明的双电极的变光荧光灯是一只灯管中包括了两对电极，即一对冷阴极CC和一对热阴极HC。也就是说，图2中示出的HCFL和CCFL实际是一只灯管的两种工作状态，即，在同一时刻，驱动电路D仅以一种状态驱动一对电极工作。

参见图2，从整流桥电路输出的直流电压VDD通过变阻器R₀提供到由继电器J、滤波电容C0和稳压二极管D0组成的并联电路。可以理解到，对于从整流桥电路输出的直流电压VDD来说，变阻器R₀与继电器J、滤波电容C0和稳压二极管D0组成的并联电路构成了分压电路结构。

再次参见图2，当变阻器R₀调节到一个高阻值R_H时，上述并联电路两端的电压降被降低（变阻器R₀分压得到直流电压VDD的大部分），此时继电器J的常闭键Ja处在接通位置，实现了基本与图7所示的驱动电路类似的功能而驱动灯管的冷阴极CC发光，整个系统作为一个冷阴极荧光灯CCFL照明。当变阻器R₀调节到一个低阻值R_L时，上述并联电路两端的电压降被升高（上述并联电路分压得到直流电压VDD的大部分，即该继电器J两端的电压升高），此时继电器J的常开键Jb处在闭合接通位置，驱动电路驱动灯管的热阴极HC发光，整个系统作为一个热阴极荧光灯HCFL照明。

滤波电容C0和稳压二极管D0（例如12V稳压二极管）与作为驱动电路D的切换装置的继电器J的控制线圈的并联连接保证了控制线路的温度稳定和工作可靠。通过所示变阻器R₀的变阻操作来调节所示继电器J₀承载的电压，以使所述继电器J₀在对应所示驱动电路的第一状态Ja的常闭状态（即作为一个CCFL的低亮度照明状态）和对应所示驱动电路的第二状态Jb的常开状态（即作为一个HCFL的高亮度照明状态）之间进行切换。

例如，具体地说，作为切换装置的继电器J受到作为调节装置的变阻器R0的控制，即R0的阻值的改变直接控制着继电器J两端的电压降。当R0的阻值调节为呈现高阻值R_H时，整流桥输出的直流电压VDD的大部分被分压落在变阻器R0的两端，继电器J两端的电压降很低（例如远低于12VDC），使得继电器J的常闭键Ja保持接通，整个驱动电路的作用与图7所示的驱动电路几乎完全相同，即此时电子镇流器线的继电器J的常闭键Ja把镇流器的输出功率输送给了驱动灯管冷阴极CC的工作变压器Tl，照明系统作为一个冷阴极荧光灯进行低亮度照明。当R0的阻值调节为呈现低阻值R_L时，会使得整流桥输出的直流电压VDD分压落在继电器J两端的电压降升高，例如超过12VDC，使得继电器J的常开键Jb被接通，此时电子镇流器线的继电器J的常开键Jb的闭合把镇流器的输出功率输送给了驱动灯管热阴极HC的工作变压器T2，照明系统作为一个热阴极荧光灯进行高亮度照明。

通过上述可知，图2中的调光电路100使得继电器J处在Ja和Jb分别接通的两种操作状态。因此，图2中的框100表示的调光电路可以被习惯地称为“调光器”（DIMMER），因为它在操作上可如传统的调光灯具那样通过调节电位器（改变其阻值）来改变灯泡的发光亮度，但传统的调光灯具中其电位器的阻值改变对应的是调光器内的晶闸管导通角的大小改变。然而本发明在调光原理上彻底改变了传统的观念，把原来的一只荧光灯管控制在两种状态下分别作为冷阴极荧光灯CCFL和热阴极荧光灯HCFL发光。通过根据VDD和高、低亮度发光的参数需求来对变阻器R0、继电器J、滤波电容C0和稳压二极管D0的参数选择进行设计，可以实现在冷阴极荧光灯CCFL的低亮度发光和热阴极荧光灯HCFL的高亮度发光之间的连续平稳的切换。

图3是本发明采用的包括冷阴极和热阴极的双电极部件的结构示意图。下面参照图3来说明根据本发明的双电极部件的设计。实际上，上述双电极部件与现有技术中的节能荧光灯的热阴极的电极部件在结构上基本相同，不同之处在于，上述双电极部件在热阴极前方设置了一个镀镍铁筒2作为冷阴极。

如图3所示，双电极部件包括热阴极1、冷阴极2、内导丝3、外导丝4、芯柱喇叭5、排气管6、将热阴极1和冷阴极2连接并且与一根内导丝3连接的镀镍铁丝7、和芯柱8构成。其中，热阴极1是钨丝绕制成的主辅丝三螺旋电极。冷阴极2是传统纯铁镀镍筒状的桶状（即有桶底）电极。芯柱8和芯柱喇叭5是构成一个部件的两个部分，其内部包含的导丝部分被称为内导丝3，而延伸到芯柱喇叭5的外部的导丝部分被称为外导丝4。排气管6被用于加工过程中的荧光灯管的排气。镀镍铁丝7将冷阴极2连接固定到芯柱8。可以理解，按照不同功耗的节能荧光灯的制作需要，根据本发明的双电极部件的这些组件的尺寸会略有不同，但在结构上基本保持如图3所示的组成。例如，作为本发明的核心特征的双电极在设计上要求热阴极1和冷阴极2之间保持对称关系，并且冷阴极2的镀镍铁筒的底部与钨丝阴极（即，热阴极1）的电子粉层之间的距离在0.10mm～0.15mm之间，实际上，二者可以尽量靠近，但其间仍留有空隙H即可，无论功率大小。又如，为了固定冷阴极2和热阴极1的位置关系，在冷阴极2的镀镍铁筒外圆边上垂直地点焊接一根镀镍铁丝7，并将其装夹在芯柱8上以形成位置固定，在热阴极1浸涂电子粉后，将上述镀镍铁丝7点焊在芯柱8的一根内导丝3上。

本发明克服了传统技术的偏见，即在同一只节能荧光灯的制作中只能采用一种阴极结构，即冷阴极或热阴极。本发明不仅实现了将冷阴极和热阴极同时制作在同一只节能荧光灯管中，而且利用这一双电极结构制作成了变光荧光灯照明系统及采用该系统的变光荧光灯泡。

能够在同一只荧光灯管中同时设置冷阴极和热阴极的原理在于，分别利用热阴极和冷阴极的两种荧光灯都是低压气体放电荧光灯，其灯管发光机理和驱动电源的电路原理基本相同，尤其是其灯管的工作特性都是负的伏安特性，即导入灯管的电流越大，管压越低，反之，则管压越高。热阴极荧光灯HCFL和冷阴极荧光灯CCFL的区别在于：对于热阴极荧光灯HCFL，导入阴极的电流大，因此管压也比较低；而对于冷阴极荧光灯CCFL，其灯管的工作电流仅仅为几个毫安，启动管压高达1000伏以上，工作电压也在500伏左右。因此，在设计时，热阴极荧光灯的灯管选择粗管径，冷阴极荧光灯CCFL则为了提高正柱区的发光效率而选择细长的灯管。本发明则折衷优选7mm左右管径的灯管，以热阴极能正常工作的最高管压为依据来合理选择管径，并且尽量加大管长，以双方面地提高冷、热阴极的最高光效和光通。另外，重点考虑两者阴极的材料、制作工艺和特性，把耐正离子轰击的冷阴极2隔置在两端热阴极1的中间，灯管中无论是冷阴极2工作还是转变为热阴极1工作，冷阴极2都首先阻挡轰击阴极的正离子，由于冷阴极2为镀镍铁筒，因此始终无法形成阴极热点，但其耐正离子轰击的能力极佳（如开关考察耐冲击高达千万次以上）。当导入灯管的电流加大而达到30毫安以上时，由于热阴极1是由三元碳酸盐分解而成，其性能恰恰与冷阴极2相反，即，其对高电压反应迟钝而对大电流则十分敏感，因此，其在灯管转换为大电流之后的瞬间即在正离子的轰击下形成阴极热点，并且同时发射热电子流。此时，虽然依然是冷阴极2阻挡在中间，但热电子流则可以改变方向，可从任意的缝隙之中构成两端热阴极的自维持放电，节能灯之所以能够被设计制作成多U型、螺旋型多圈盘旋等就是利用了电子流的这种特性。综上所述，按照本发明而设计了灯管的冷热双电极之后的关键是，如何能够在一只灯管内在不同情况下导入大小差别极大的电流，以满足冷热阴极各自工作的不同需求。本发明依靠成熟的冷阴极调光电路原理结构，在冷阴极2的工作需要变压器输出高电压、小管流、并且可调光的前提下，增加一个继电器把半桥电路的后级切换为电感扼流来满足灯管的热阴极1的工作需要。在基本电路同为半桥开关电路的情况下，后级不管是变压器输出还是扼流电感输出，都是电光源电器行业随之可见的，其经典成熟、十分可行、可靠，而且成本及风险代价极低，这种电路在公开出版的资料中的刊载很多，如毛兴武、祝大卫编著的《电子镇流器原理与制作》的一书（人民邮电出版社1999年5月第一版）中有十分详细的介绍。本发明只是在上述经典电路里面增加了一继电器切换来满足冷热阴极灯管的工作电压、电流的变换。而继电器作为一种极为成熟的电工器件，选择控制线圈设计为12VDC，并且与线圈并联较大容量的滤波电解电容和12V的稳压二极管，可称为万无一失了，调压达到这个阀值它就吸合，吸合后的释放虽然没有吸合干脆利索，但人们调光时往往是将其旋钮一旋到顶或到底，然后才再往回旋转来找自己需要的亮度，人们的这种习惯动作十分有利于继电器的吸合与释放，此外，即使慢慢旋转寻找需要的亮度也没有问题，冷热阴极在交互区间仅仅发生在继电器的常开键吸合后再释放的时候，即调整为热阴极1工作后往下调节为冷阴极2，这个区间如果慢慢调节，热阴极1在形成热点工作后可以承受导入阴极的电流的减小而正常工作，如同节能灯有一个电压适应范围一样，而且十分有利的是，热阴极1的热点阴极形成之后，有较大范围的适应能力，而非如同启动开关需要形成热点的瞬间比较容易发生阴极溅射。如本发明优选设计的标称功率12W，热阴极1正常工作而导入阴极的电流最小为30毫安、最大为100毫安以上，在本电路的设计中对应的工作电压的变化范围是60VAC～240VAC，电压调低至60VAC，继电器的12VDC的控制电压已经低于2VDC，常开键早已经释放而转换为常闭键对应的冷阴极2的工作，这是其一，其次，热阴极1在热点形成之后，即使导入电流小于30毫安，如为20毫安左右，阴极热点也能够长时间维持，所以，本发明的设计（即，在同一只灯管中设置热阴极和冷阴极二者）是可行的。

图4是采用图3示出的双电极部件的螺旋荧光灯管的示意图。将图3的双电极部件和螺旋荧光灯管10组合而制成作为荧光灯的发光部件的过程与已有技术并无实质区别。应该指出的是，考虑到制成灯具的灯头可能朝上也可能朝下燃点使用，因而设置有双冷端11和12。其中，冷端11是在灯管10涂粉烤管之后在灯管10上用直径约5mm左右的透明玻璃管另接而成的，接好之后打弯并且在一端烧结而进行气密性封结。另一冷端12为灯管的两端排气管6的加长，即在灯管10排气之后烧结封离时多留一段排气管6，然后封口、排气、用节能灯电子镇流器老炼燃点来进行老化处理。另外，灯管的两根外导丝4在与驱动电路D的电子线路板连线时并接在一起，即所谓的无灯丝接法。有关于节能荧光的无灯丝接法、双冷端荧光灯的设计及工作原理可见本申请人的在先申请题为“无灯丝热阴极荧光灯”且申请号为200410017780.7和题为“一种T1～T2规格热阴极荧光灯的制作方法”且申请号为200610031032.3的申请，其内容全文引入本申请作为参考。

图5是采用图2的电路和图4的螺旋荧光灯管制作的双电极变光荧光灯泡的示意图。如图5所示，该灯泡包括灯头20、上盖30、中盖40、螺旋灯管10、泡壳50。灯头20与市电连接，在由优质PBT、PVC等耐热阻燃材料制成的上盖30和中盖40之间形成有空间S，其中容纳带有驱动电路D（或称为电子镇流器）的电路板B，在本实施例中，认为该驱动电路D具有图2的电路结构。在中盖40上固定着螺旋灯管10。像传统的灯泡那样，带有泡壳50，泡壳50与上盖30结合形成封闭所述螺旋灯管10的密闭泡体C。如前所述，根据本发明的双电极变光荧光灯泡的螺旋灯管10带有由所述驱动电路D驱动的一对冷阴极CC和一对热阴极HC，并且该驱动电路D用于在第一状态Ja驱动所述一对冷阴极CC而在第二状态Jb驱动所述一对热阴极HC。

为了说明的直观和方便，如图5所示，其中，上盖30的一部分被局部剥离，以便显露出其内部的电路实物的示意部分。

具体地说，其中，具有图2所示电路结构的驱动电路D制作设置在电路板B上，如上述，其包括切换开关J，用于将该驱动电路D在所述第一状态Ja和所述第二状态Jb之间切换。在上盖30的外表面安装有能够用于操作调节装置R的控制部件CK，该控制部件CK与所述上盖30内部的所述驱动电路D的电路板B连接，通过CK来调节所述驱动电路D的电路参数，进而控制所述切换开关J的切换操作。

例如，选择一个继电器J₀作为驱动电路D中的切换开关J，而利用可至少在一个高阻值R_H和一个低阻值R_L之间进行调节的变阻器R₀作为调节装置R。即控制部件CK与上盖30内部的驱动电路D的电路板B连接，控制作为调节装置R的所述变阻器R₀的变阻操作。变阻器R₀的变阻操作调节改变着继电器J₀承载的电压，使得该继电器J₀在对应所述驱动电路的第一状态Ja的常闭状态和对应所述驱动电路的第二状态Jb的常开状态之间进行切换。

根据本发明的实施例的利用螺旋荧光灯管制作的双电极变光荧光灯泡的工作原理与参照图2描述的相似，故在此不再赘述。需要说明的是使用者如何进行实际变光操作以及实现具体变光的电路结构。

下面参照图6来描述三种优选方案的调光操作电路。

在图6示出的（a）方案中，控制部件CK是一个奇偶开关，其开/关状态控制着变阻器R₀的阻值变化，使之呈现一个高阻值R_H或一个低阻值R_L，使得继电器J₀分别处在对应所述驱动电路D的第一状态Ja的常闭状态和对应所述驱动电路的第二状态Jb的常开状态。

具体地说，此时的CK是一个安装在上盖30上的奇偶开关，通过连线连接设置在电路板B上的可断开的并联电阻结构，如图6的（a）所示，作为图2所示电路中的变阻器R₀，例如选择为电阻R_H的阻值远大于R_L的阻值（比如说选择电阻R_H=10KΩ，R_L=100Ω），如果假设用户接通电源时所述奇偶开关处在将R_L断开的状态，则高值电阻R_H造成整流电路输出的电压VDD的大部分落在R_H的两端，而作为驱动电路D中的切换开关J的继电器J₀两端的电压降很低，使得此时继电器J的常闭键Ja处在接通位置，图5所示的双电极的变光荧光灯泡作为一个冷阴极荧光灯CCFL而提供低亮度照明。

当用户按动安装在上盖30上的作为控制部件CK的奇偶开关时，造成变阻器R₀由一个低值电阻R_L与高值电阻R_H并联构成，由于电阻R_H的阻值远大于R_L的阻值，所以可以认为并联后形成的变阻器R₀的阻值近似等于R_L的阻值，则低值电阻R_L造成整流电路输出的电压VDD的相当大的部分（即超过使得继电器J切换的电压）落在驱动电路D中的切换开关J两端，使得此时继电器J的常开键Jb处在接通位置，因此图5所示的双电极的变光荧光灯泡作为一个热阴极荧光灯HCFL而提供高亮度照明。

图6中的（a）方案所示的这种将控制部件CK作为一个奇偶开关的设计尤其适合将采用本发明的双电极的变光荧光灯泡的灯具安装在使用者可以直接触及的位置上而进行的变光操作。

在图6示出的（b）方案中，控制部件CK是一个遥控信号接收器，通过接收的遥控器发送的控制信号来控制所述变阻器R₀呈现一个高阻值R_H或一个低阻值R_L，使所述继电器J₀分别处在对应所述驱动电路D的第一状态Ja的常闭状态和对应所述驱动电路的第二状态Jb的常开状态。

具体地说，此时的CK是一个安装在上盖30上的例如红外信号接收器，使用者通过遥控器向该红外信号接收器发送控制信号，通过连线连接设置在电路板B上的译码器将接收的控制信号译码为控制一个有源电阻的阻值的信号。如图6的（b）所示，作为图2所示电路中的变阻器R₀，可由例如一个晶体管（或场效应管、集成运算放大器等）来实现，即在图2所示的驱动电路中以发射极e和集电极c接入来作为变阻器R₀。

当用户通过一个遥控器发送遥控信号时，如果解译出的遥控信号是产生一个施加在晶体管基极的控制信号-Vb时，晶体管被反偏而截至，从而实现在电路中出现一个很高的电阻Rbe而作为R_H。反之，如果解译出的遥控信号是产生一个施加在晶体管基极的控制信号+Vb时，晶体管被正偏而饱和导通，从而实现在电路中出现一个很低的电阻Rbe而作为R_L。本专业的技术人员理解的是，通常三极管的截至电阻Rbe与饱和导通电阻Rbe相差几百倍（例如硅材料制作的三极管3DD、1300X系列，其截至时的电阻Rbe可达8-10KΩ，而饱和导通时的电阻Rbe是50-200Ω），如此将截至时的电阻Rbe作为R_H，以实现图5所示的双电极的变光荧光灯泡作为一个冷阴极荧光灯CCFL而提供低亮度照明，将饱和导通时的电阻Rbe作为R_L，以实现图5所示的双电极的变光荧光灯泡作为一个热阴极荧光灯HCFL而提供高亮度照明，这是完全可行的。

其余操作原理和过程的描述与参照图6的（a）描述的相同，不再赘述。

图6中的（b）方案所示的这种将控制部件CK作为一个遥控接收器的设计尤其适合将采用本发明的双电极的变光荧光灯泡的灯具安装在使用者不易直接触及的位置上而进行的变光操作。

在图6示出的（c）方案中，控制部件CK是一个插口，将一个外置的所述变阻器R₀通过所述插口连接到所述上盖30内部的所述驱动电路D的电路板B，使得使用者能够直接通过调节所述变阻器R₀来使得所述继电器J₀分别处在对应所述驱动电路D的第一状态Ja的常闭状态和对应所述驱动电路的第二状态Jb的常开状态。

具体地说，此时的CK是一个安装在上盖30上的插口，该插口将原本设置在电路板B上的变阻器R₀移到上盖30的外部，即移动到灯泡的外部。如图6的（c）所示，作为图2所示电路中的变阻器R₀，选择一个带开关的电位器来实现，例如当接通开关时电位器呈现高阻值的R_H（例如R_H=10KΩ），随着电位器的旋动，电位器的阻值向低阻值R_L（例如R_L=100Ω）靠近。如上所述，通过调节电位器，在呈现高值电阻R_H时使得本发明的双电极的变光荧光灯泡作为一个冷阴极荧光灯CCFL而提供低亮度照明，而在呈现低值电阻R_L时使得本发明的双电极的变光荧光灯泡作为一个热阴极荧光灯HCFL而提供高亮度照明。

为了防止过电流对于继电器的冲击，可以考虑将一个低值电阻（例如50Ω）与图6的（c）所示的电位器串联使用。

图6中的（c）方案所示的这种将控制部件CK作为一个插口而将原本在电路板B上的变阻器R₀移动到灯泡体外的设计，在最大的程度上模拟了传统的调光器的操作，尤其适合将采用本发明的双电极的变光荧光灯泡使用在例如台灯的灯具中的情况，此时使用者能够通过安装在台灯控制面板上的电位器来完成开关和调光。在接通开关之后，旋转电位器旋钮，变光荧光灯泡的双电极灯管10启动，此时电位器呈现高值电阻R_H，使得本发明的双电极的变光荧光灯泡作为一个冷阴极荧光灯CCFL而提供低亮度照明，其光通输出很低。随着电位器旋动角度的加大，光通逐步增大，当继续旋动电位器使得旋动角度加大到例如整个可旋范围的3/4～4/5的位置时，直流总线电压VDD上升（例如在实际中可以达到180VDC左右），作为调节装置的变阻器R₀输送给作为切换装置的继电器J的直流电压使得电解电容CO的电压经过稳压管DO接近继电器J的切换电压（例如12VDC）时，变光荧光灯泡的光通输出有一个明显增加，同时可听到上盖30内的继电器J的轻微的切换声响，确认是继电器J启动工作，即成功地从常闭键Ja状态切换到常开键Jb状态，灯管10由冷阴极CC工作变为热阴极HC工作。当把旋钮调到接近满度时，灯管10的光通输出最高。反之，当反向调节电位器到达继电器J切换临界点的位置（例如继电器两端的控制电压低于11VDC）时，可再次听到上盖30内的继电器J的轻微的切换声响，常开键Jb断开而常闭键Ja恢复接通，灯管10又返回到冷阴极CC的工作状态。

根据本发明的上述技术方案设计的双电极的变光荧光灯泡实现了预期的技术效果。具体地，在一个采用A60泡壳的设计中，螺旋灯管10的管径为7mm，以满功率12W操作的热阴极荧光灯HCFL的平均光效大于65lm/W，最大光通为810流明左右，超过了替代60W白炽灯的节能灯的光通为741流明的标准。而经过变光控制，作为8W的冷阴极荧光灯CCFL在导入阴极的电流调到最小值时，其光通仅为约25流明。在调光过程中，光通会在25流明到810流明之间跳变。

对于本领域技术人员来说明显的是，可在不脱离本发明的范围的情况下对本发明的双电极变光荧光灯照明系统及采用该系统制作的荧光灯泡进行各种改变和变形。所描述的实施例仅用于说明本发明，而不是限制本发明。本发明并不限于所述实施例，而是仅由所附权利要求限定。

Claims (10)

1.一种双电极变光荧光灯照明系统，其特征在于，包括：

容纳在同一灯管（FL）中的一对冷阴极（CC）和一对热阴极（HC）；以及

驱动电路（D），其工作在第一状态（Ja）或第二状态（Jb），用于在第一状态（Ja）驱动所述一对冷阴极（CC）而在第二状态（Jb）驱动所述一对热阴极（HC）。

2.根据权利要求1所述的双电极变光荧光灯照明系统，其中，所述驱动电路（D）包括：

切换开关（J），用于将所述驱动电路（D）在所述第一状态（Ja）和所述第二状态（Jb）之间切换；和

调节装置（R），通过调节所述驱动电路（D）的电路参数来控制所述切换开关（J）的切换操作。

3.根据权利要求1所述的双电极变光荧光灯照明系统，其中：

所述驱动电路（D）中的切换开关（J）是一个继电器（J₀）；并且

所述调节装置（R）是可至少在一个高阻值（R_H）和一个低阻值（R_L）之间进行调节的变阻器（R₀）；

通过所述变阻器（R₀）的变阻操作来调节所述继电器（J₀）承载的电压，以使所述继电器（J₀）在对应所述驱动电路的第一状态（Ja）的常闭状态和对应所述驱动电路的第二状态（Jb）的常开状态之间进行切换。

4.一种采用双电极的变光荧光灯泡，包括：

灯头（20），其接入市电；

上盖（30）和中盖（40），二者形成容纳带有驱动电路（D）的电路板（B）的空间（S）；

与所述中盖（40）固定的螺旋灯管（10）；和

泡壳（50），其与所述上盖（30）结合形成封闭所述螺旋灯管（10）的密闭泡体（C），其特征在于，

所述螺旋灯管（10）带有由所述驱动电路（D）驱动的一对冷阴极（CC）和一对热阴极（HC），

其中，所述驱动电路（D）用于在第一状态（Ja）驱动所述一对冷阴极（CC）而在第二状态（Jb）驱动所述一对热阴极（HC）。

5.根据权利要求4所述的采用双电极的变光荧光灯泡，其中，所述驱动电路（D）包括：

切换开关（J），用于将所述驱动电路（D）在所述第一状态（Ja）和所述第二状态（Jb）之间切换；和

调节装置（R），通过调节所述驱动电路（D）的电路参数来控制所述切换开关（J）的切换操作。

6.根据权利要求5所述的采用双电极的变光荧光灯泡，其中：

所述驱动电路（D）中的切换开关（J）是一个继电器（J₀）；并且

所述调节装置（R）是可至少在一个高阻值（R_H）和一个低阻值（R_L）之间进行调节的变阻器（R₀）；

通过所述变阻器（R₀）的变阻操作来调节所述继电器（J₀）承载的电压，以使所述继电器（J₀）在对应所述驱动电路的第一状态（Ja）的常闭状态和对应所述驱动电路的第二状态（Jb）的常开状态之间进行切换。

7.根据权利要求5或6所述的采用双电极的变光荧光灯泡，其中：

所述上盖（30）的外表面带有控制部件（CK），其与所述上盖（30）内部的所述驱动电路（D）的电路板（B）连接，用于控制作为所述调节装置（R）的所述变阻器（R₀）的变阻操作。

8.根据权利要求7所述的采用双电极的变光荧光灯泡，其中：

所述控制部件（CK）是一个奇偶开关，其开/关状态控制所述变阻器（R₀）呈现一个高阻值（R_H）或一个低阻值（R_L），使所述继电器（J₀）分别处在对应所述驱动电路（D）的第一状态（Ja）的常闭状态和对应所述驱动电路的第二状态（Jb）的常开状态。

9.根据权利要求7所述的采用双电极的变光荧光灯泡，其中：

所述控制部件（CK）是一个遥控信号接收器，通过接收的遥控器发送的控制信号来控制所述变阻器（R₀）呈现一个高阻值（R_H）或一个低阻值（R_L），使所述继电器（J₀）分别处在对应所述驱动电路（D）的第一状态（Ja）的常闭状态和对应所述驱动电路的第二状态（Jb）的常开状态。

10.根据权利要求7所述的采用双电极的变光荧光灯泡，其中：

所述控制部件（CK）是一个插口，将一个外置的所述变阻器（R₀）通过所述插口连接到所述上盖（30）内部的所述驱动电路（D）的电路板（B），使得使用者能够直接通过调节所述变阻器（R₀）来使得所述继电器（J₀）分别处在对应所述驱动电路（D）的第一状态（Ja）的常闭状态和对应所述驱动电路的第二状态（Jb）的常开状态。