CN1065105C

CN1065105C - 照明设备

Info

Publication number: CN1065105C
Application number: CN94107013.1A
Authority: CN
Inventors: 山本実; 江里口裕康; 鸭居武志
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1993-06-25
Filing date: 1994-06-24
Publication date: 2001-04-25
Anticipated expiration: 2014-06-24
Also published as: CN1104314A; DE4421739C2; GB9412371D0; GB2279515B; US5606223A; CA2126172A1; CA2126172C; DE4421739A1; GB2279515A

Abstract

一种照明装置，它包含一个灯，该灯在一电极上连到普通电流环路，在另一电极上连到另一电流环路，该电流环路至少分支成两部分，并沿灯的两相对侧延伸。于是在分支环路中产生的磁场相互抵消，且显著减小了由磁场引起的任何噪声。

Description

照明设备

本发明涉及用以点燃如高压放电灯、荧光灯、白炽灯等具有高频或含有高频脉动分量电流的光源的照明设备。

通常，作为点燃荧光灯的电路，广泛采用以几十千赫的高频来急速点燃灯的方法，实现尽量减轻重量和缩小尺寸的目的。特别是在照明设备中采用如金属卤素灯、汞灯、高压纳灯等作为高亮度放电灯(下面称其为“HID灯”)的情况下，用一般荧光灯的点燃频率点燃这种灯，会发生声频共振现象，致使放电弧不稳定，结果产生闪烁或熄灭，甚至由于使用环境而使灯损坏等问题。

为了消除这些问题，已采取了各种措施，其一是选择不引起声频共振的高频来点燃灯。然而这种点燃频率取决于灯的类型或瓦特数，它一般高达100至几百千赫，这需用比通常荧光灯所用的高得多的频率来点燃灯。于是，通过在不引起声频共振的高频上点燃HID灯，能有效地实现这种灯的稳定点燃，由此构成高频工作的点燃装置，且在很大程度上实现尺寸和重量的最小化。然而，当在不引起声频共振的程度上进行高频点燃时，实践中出现了产生噪声的显明问题，且这种显著的噪声可能会给周围的机器和装置造成引起故障的不希望有的影响。

作为减小这种噪声的一种简便方法，有人建议设置一个环路区，灯电流经该环路区变小，因为从理论上说减小环路区能减小噪声。但是，由于减小环路区会导致导线的配置更接近灯，而灯表面温度的极端高温达500至600℃，使导线受到热损害，所以实际上这是不合适的。

其它减小噪声的简便方法在美国专利No．4，922，392和No．5，195，822中有揭示，其中建议用金属化板、导线网或导电树脂包覆在灯的部分周围，给放电灯提供磁屏蔽。这种磁屏蔽措施能够将噪声抑制到某种成度，但是美国专利No．4，922，392提供的有关磁屏蔽并没有提出在灯的固定点燃操作期间起磁屏蔽作用的任何措施，虽然这在灯的等待操作中有助于抑制噪声的出现，然而在固定点燃操作期间的噪声抑制问题仍未解决。而且，美国专利4，922，392的磁屏蔽也仍然涉及成本高和所述装置不足以与其它类型放电灯的兼容问题。在美国专利5，195，822中，还会产生放电灯自身温度极度上升而危害到灯管寿命的问题，同时该专利也涉及到所述装置成本高和不足以与其它类型灯的兼容问题。

虽然在已公开的日本专利No．5-15987中揭示了另一种噪声抑制措施，所揭示的具有噪声抑制措施的照明装置仅限于应用环形灯，而难于应用于直管灯或其它类型的灯，且兼容性差。

因此，本发明的主要目的在于提供一种已消除上述现有技术所遗留问题的照明装置，并能有效地减小用高频或含高频脉动分量的电流点燃灯时产生的噪声。

本发明的照明装置，包含：电源(Vs)；至少一包含连接所述电源的一对相对电极和根据所述电极之间放电发光的物质的灯(11)；连接在所述电源和所述灯之间经至少一对输出线向所述灯提供含有高频分量输出的点燃电路(13)，所述一对线中的一根连接所述灯的所述电极对中的一电极，所述一对线中的另一根连接所述灯的所述电极对中的另一电极，用以点亮所述灯；和连接在所述输出线之一与所述灯的相应的一电极之间的至少一对分支线(22a，22b)，所述分支线与所述灯的所述相对电极一起形成第一和第二分支电流环(A，B)，在相互可抵消的方向中产生磁场并最终消除所述磁场引起的任何噪声，其特征在于，

还设置有反射器板，所述反射器板基本上沿所述分支线(22a，22b)配置，除从所述灯发射光的辐射侧外包围着所述灯(11)的部分。

下面参照附图所示实施例详细描述本发明，并使本发明的其它目的和优点变得更清楚。

图1概示了本发明照明装置的电路图；

图2和3的曲线图清楚表明图1照明装置所获得功能的比较数据；

图4为本发明基本实施例的说明性视图；

图5为图4实施例中照明装置的概略剖视图；

图6至9为图4和5实施列中各种工作情况的说明性视图；

图10(a)至10(c)为图1和图4和5实施例中灯电流波形图；

图11至14显示了本发明各种其它实施例的概示正面图；

图15表明本发明另一实施例的概示电路图；

图16为图15实施例更具体的说明性视图；

图17至20为本发明再一批各种实施例的说明性视图；

图21和22为本发明又一些不同实施例的主体视图；

图23表示本发明另一实施例的正面图；

图24表示本发明另一实施例的立体视图；

图25为本发明另一实施例中照明装置的具体电路图；

图26为图25实施例中关于印刷电路板的各电路元件和线环的配置工作情况的说明性视图；

图27为图25实施例中照明装置中电流流动情况的说明性视图。

当本发明参照附图中所示各实施例在下面进行详细描述时，应当理解本发明并非只限于这里所示各实施例，本发明还应包括在所附权利要求书范围中可能的所有变化、修改和等效结构。

这里参照图1，本发明采用一个包括灯11的灯电路10，其中，灯11在该灯的相对电极之一连接到与电源Vs相连的点燃电路13的一连接端a，并在另一电极连接到与点燃电路13的另一连接端b相连的电流环12的中间点C，该环12的分支环部分，这里如图示为2个，分别沿灯11延伸。换言之，电流环12在点C被分支，环部分从该点沿灯11的相对两侧延伸，于是灯11配置在分支的环部分之间，且在连接到点燃电路13的b端的d点上再次被连接。于是，被分支的环部分包括作为它们公共部分的灯11，从带有灯11作为公共部分的各分支环部分产生的磁场分别在与该环部分正交的方向中，且如图1中符号和⊙所示，相互极性相反。这就是说，由各分支环部分产生的磁通相互作用抵消。结果明显减小了从邻近于灯11到外部产生的磁场分量所引起的噪声。另一方面，通过各分支环部分(这里为两个)的电流约为平时灯电流的一半。此时由分支环部分产生的磁场分别具有正比于各环部分中的电流的强度，结果，当电流减至一半时，即I／2时，各分支环部分产生的磁场能减半，且显著降低了灯11周围产生的噪声。

现在，与图1中电流被分流(为I／2)的装置相比，对电流通过灯11不被分流的装置中产生的辐射噪声的测量结果示于图2，对于电流被分流的装置的类似测量结果显示在图3中。作为灯11，这里用150瓦的金属卤素灯并用高频点燃。而且，对于连到灯另一电极的环面积，各分支环面积基本上与电流不分流情况下的相同。在图2和3中，噪声频率取在横坐标上，而噪声电平取在纵坐标上，并清楚地发现，两曲线经过相互比较，出现的噪声特别在基频分量为220KHZ附近。同时，在这种情况下几乎不产生高次谐波分量，且能获得足够的噪声减小作用。

下面参见图4，这里显示了图1所示基本结构的具体实施例。在本例中，灯电路10包括一适用于如熄灯设备的HID灯11，点燃电路13的连接端之一以普通方法直接接到连接于灯11的一电极的一灯座21a，而点燃电路13的另一连接端在连接器25a上分支成两条线通路22a和22b，它们沿灯11的相对两侧延伸，且在另一个连接器25b上再次结合，而连接器25b则通过另一灯座21b连到灯11的另一电极。在这种情况下，最好是让由各分支线通路22a和22b和灯11构成的环路A和B基本上具有相同面积。用本实施例能获得如图1所述的相同功能，且能有效地抑制灯11的邻近区域产生的噪声。

这里，由一分支线通路22a和灯11构成的环路和由另一分支线通路22b和灯11构成的环路被配置在图5所示的同一平面上。也可配置成各自包括分支线通路22a和22b之一的两个平面，以便如图6a和6b所示那样相互交叉。在这种情况下，分支线通路22a和22b的结构可以是圆、弧或任意多角形。而且分支线通路22a和22b可各自被分成两个或多个部分，如图7中所示，图7为分为3个部分的情况。在图4实施例情况中，照明装置的灯11用顶板23和反射器板24支撑。另外，在图8所示的另一情况中，分支线通路以一对导电材料的反射器板24a和24b的形式构成，在这种情况下，反射器板24a和24b通过插入其间的绝缘板26紧固到顶板23上。也可采用图9所示的结构，其中在灯11的外周面上有一透明的导电膜27，并用透明玻璃28覆盖，使灯电流流过该透明的导电膜27。

现在，将如图10(a)所示这样的高频电流加给灯11，可用高频点燃灯11，但也可采用不同于这种高频点燃系统的任何其它点燃系统。例如作为HID灯的电子点燃电路，也可采用方波点燃系统，在这种情况下，虽然灯电流以一定比率包括可能使噪声出现的脉动分量，但通过分支线通路的灯电流源使噪声出现机会大大减少了。事实上已发现，在图10(a)的高频点燃系统中，只要点燃频率限制在至少到500KHZ，使用分支线通路能极有效地抑制噪声。

图11显示了本发明的另一实施例，其中一种常用的荧光灯作为灯11，且点燃电路13接到图1所述环路结构里的这只荧光灯。对于该荧光灯11的各电极，最好设有予热电路14a和14b，以实现稳定的点燃起动。虽然在这种结构中荧光灯比HID灯的情况更长且可能增加噪声出现的机会，但是沿灯管长度方向的环路结构能有效地抑制噪声的出现。

图12是本发明的又一实施例，其中，灯电流在灯的内部空间分支。尤其是，照明装置10的照明管11A的相反极性的两根导线之一在a点连到环路装置29，该装置29在b点连到端脚31a和31b的一个端脚31b，其另一端脚31a连到照明管11A的另一导线，而环路装置29沿照明管11A的两侧延伸。于是，在该结构中该环路装置29就相当于图1所述的环路结构，结果，作为噪声的起因的磁场出现能有效地消除在灯内或照明装置壳体内，且能有效地阻止产生噪声。

在图13所示另一实施例中，一白炽灯用作灯11，其中具有29a-29c段的线环装置连接到通过灯座30安装的端脚31a和31b，且灯丝11a在其中部连到与端脚31a相连的环路段29a，并在两端保持两环路段29b和29c被共接于另一端脚31b。因此，在该实施例中也能获得如上述图1至12实施例的相同环路结构，且能有效地抑制噪声的产生，本发明图14的另一实施例(标为29a)表明环路装置也能以环形构成，其中，环路装置29a配置在白炽灯内沿灯丝11b延伸，灯丝11b一端连到环路装置29a，并连到端脚31b，而在另一端连接到另一端脚31a。用这种结构能获得与上述图1至12实施例相同的环路结构，并有效地减小了噪声。

参照图15，这里显示了本发明另一实施例，其中，用HID灯作为灯11，且灯11两端构成提供两个基本上相同结构的环路装置32a和32b以及一对电流环区A和B。在该例中，实际上，环路装置32a和32b配置成如图16中所示两层，同时一下层环路装32a直接连到点燃电路13，而包括灯11在内的另一环路装置32b在上层，结果环路区A和B形成上下层位置关系。在该实施例中，环路区A产生的磁场能抵消环路区B产生的磁场，且能大体上以与图1至12实施例相同的方法可靠地抑制噪声的产生。

在本发明图17中所示另一实施例中，荧光灯11设有与图15和16实施列中相同的环路结构，其中，予热电路14a和14b最好像图11实施例描述的那样分别连接到荧光灯的各端电极以改进起动性能。在该实施例中，也同样能获得如图15和16那样的噪声抑制作用。

在图18所示本发明的另一实施例中，一对实质上互为相同形状的环路装置32a和32b基本上配置在同一平面上，且作为HID灯的一对灯11和11a分别连接到每个环路装置32a和32b。在这种情况下，在一环路装置32a中流动的灯电流Ia其方向与另一环路装置32b中的灯电流Ib相反，结果在电流加给灯11和11a时在各环路装置32a和32b中产生的磁场相互抵消，且能有效地抑制噪声的产生。

在本发明图19所示实施例中，在连接到电源VS的点燃电路13和用HID灯作为灯11之间连接的环路装置32构成两个环路区A和B，它们基本上配置在同一平面上，区域A和B通过对平常平环如在其中部扭曲或部分旋转一次180度而构成，结果在扭曲部两侧的导线相互会交叉。在这种情况下，在各环区A和B上产生的磁场Ha和Hb相互以反方向相互抵消，且由磁场产生的噪声显著下降。在图20所示另一实施例中，荧光灯用作灯11，除了设有预热电路14a和14b外，具有与图19相同的环路结构，结果在应用荧光灯的情况下也能有效地抵消磁场Ha和Hb，以致大大减小了噪声的产生。

参照图21，这里显示了本发明又一实施例，其中，灯11内包封着环路装置29，该装置29具有两个相互相对的基本上呈对称关系的环区A和B用于抵消它们的磁场。这些环区A和B在它们的一端连接到灯11中照明管11A的两端电极的各端，另一端连到通过灯11底座30安装的端脚31a和31b。在这种情况下，在两环区A和B中产生的磁场相互有效地抵消并使噪声得到减小。在如图22中所示本发明又一实施例中，设有与图21中基本相同的灯11，此外，环路装置29的环区A和B基本上配置在同一平面上，按照图20中所述在中间扭曲，且能显著地减小噪声。

在本发明图23所示另一实施例中，其中，白炽灯作为灯11，这种扭曲型环路装置29的两个环区A和B设在灯中，环区A和B由两根环形导线29a和29b上中间相互交叉构成，且在一端连到通过灯座30安装的引线端插脚31a和31b，另一端连到灯丝11a的两端，由此规定了与上述实施例相同的环区A和B，在这些环区中产生的磁场相互抵消，且噪声明显减小。在图24的本发明另一实施例中，实质上提供了与图23的相同的灯，此外所配置的环路装置29的两个环区A和B如图16中那样为上下两层，并以同样方式能充分抑制噪声的产生。

参照图25和26所示本发明的另一实施例，这里提供了用印刷电路板实践本发明的方法。在该例中的印刷电路板P上，点燃电路13连接到与电源VS相连的二极管桥路DB上，且包括灯11的电路连到点燃电路13。在这种情况下，使灯电流流过路径I₁，路径I₁从二极管桥DB输出端通到平滑电容器C1、开关元件Q1、电容器C2、电感器L1、灯11，再回到平滑电容器C1。在这方面，印刷电路板P是这样构成的，即在电流路径I₁中，在电容器C2和电感器L1之间的部分连线以及在平滑电容器C1的负侧和灯11之间的部分连线相互交叉。用这种结构，也如图27中所示，形成两个闭合环路H₁₁和H₁₂，其中，根据电流流动方向产生磁场J₁₁和J₁₂，磁场J₁₁和J₁₂方向相互相反将相互抵消，且大大减小了由磁场引起的噪声。在这种情况下，如果能够减少两闭合环路H₁₁和H₁₂的表面积，则可以使高频点燃电路13产生的辐射噪声基本上变成零。而且，点燃电路13只用于消除磁场而不需要如防噪声装置等那样采取特别措施，电子元件或点燃电路13和周围装置不受影响，而且装置所需成本低且可使装置最小化。

在本发明中，各种设计修改是可能的，作为举例，所描述的环路装置可形成两部分的分支或规定两个环区，但也可配置成三个或多个部分或区域，以改进抑制噪声产生的性能。

Claims

1．一种照明装置，包含：电源(Vs)；至少一包含连接所述电源的一对相对电极和根据所述电极之间放电发光的物质的灯(11)；连接在所述电源和所述灯之间经至少一对输出线向所述灯提供含有高频分量输出的点燃电路(13)，所述一对线中的一根连接所述灯的所述电极对中的一电极，所述一对线中的另一根连接所述灯的所述电极对中的另一电极，用以点亮所述灯；和连接在所述输出线之一与所述灯的相应的一电极之间的至少一对分支线(22a，22b)，所述分支线与所述灯的所述相对电极一起形成第一和第二分支电流环(A，B)，在相互可抵消的方向中产生磁场并最终消除所述磁场引起的任何噪声，其特征在于，

2．如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，其中，分别含有各分支线(22a，22b)和所述灯的公共相对电极的一对平面配置在相同平面上。

3．如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，其中，分别含有各分支线(22a，22b)和所述灯的公共相对电极的一对平面配置成相互交叉在所述灯的轴线上。

4．如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，其中，所述反射器板(24)包含一对分别配置在所述灯的两侧的导电部件(24a，24b)，所述第一和第二分支电流环(A，B)的分支线(22a，22b)分别由所述导电部件对(24a，24b)的各个形成。