CN1110430A - 低压自启辉、自引弧方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明是利用辅助电阻线，首先实现局部启辉或 引弧，形成等离子体，并使等离子体扩展成长，形成等 离子通路，在低电压下使工作电极击穿，实现低压自 燃、自动启辉或引弧的一种方法及装置。

Description

本发明涉及一种低压自启辉、自引弧方法及装置。

现有技术：常用的气体放电灯，如日光灯等，必须在高下启辉，许多时候须加热灯丝以提供离子源，因此需要启辉器和镇流器等器件及其组成的电路，或者其它升压电路，常用的电感式日光灯镇流器的功率因数低，能耗大，灯丝需预热，一般电子镇流器须升压或配用特殊接线回路，与现行的日光灯回路兼容性较差，电压高对器件的要求也高，或使线路复杂化，两者均使成本升高，而可靠性降低。

本发明的目的是提供一种简单、廉价、可靠、无需辅助启动电路、具有高电源利用率、自点燃的低压自启辉、自引弧方法及装置。

本发明适合于着火电压与电极距离相关的场合。

本发明的目的是这样实现的：气体放电遵循巴邢定律，着火电压随电极距离减少而减少，而伏安特性如图1所示，因此发明这样的方法和装置，包含二种方式：

第一种单线结构，在工作电极1和2间放置一条电阻线，其中一个端头连于一个电极上，另一个端头拉向另一电极，但不连接，而是保留一个小间隙，如图2所示，由于电阻线悬空端与工作电极间的间隙（称为起动间隙）少于两工作电极间的距离，因此间隙的着火电压少于工作电极间的着火电压，当工作电压≥工作电极间的维持电压和工作电压≥间隙的着火电压时，首先在间隙中启辉或引弧，在这一区间内形成等离子体，当电阻线的线电阻及间隙距离与工作腔适配时，即电阻线上之电压梯度≥工作腔之维持电压梯度，而开始时间隙可击穿，则等离子体从间隙开始沿电阻线扩展成长，最终形成等离子通路，于是两工作电极启辉或引弧。全过程自发进行，无需电极预热或附加高压，宏观点亮一如白炽灯。

第二种双线结构：如图3所示，在工作电极1和2间放置两条互不交连或平行电阻线3和4，其中一条电阻线的一端连于一个电极上，另一端悬空;另一条电阻线的一端连于余下电极上，余下端悬空。其中电阻线间的距离或电阻线与电极间的距离，在此称为起动间隙，其对应的着火电压称为起动电压;令起动间隙小于工作电极间的距离，因此起动电压低于工作电极间的着火电压：当工作电压≥工作电极间的维持电压和工作电压≥起动电压时，首先在起动间隙某对应两点或多点间启辉或引弧，在这一区间内形成等离子体，电流流过等离子体，同时等离子体旁路电阻线上电流，因而电流增大，等离子体沿电阻线向两边扩展，而电流随等离子体的扩展再增大，形成正反馈过程，最终到达两工作电极，形成等离子通路，于是两工作电极启辉或引弧。

因此本发明的特点是利用辅助电阻线，首先实现局部启辉或引弧，形成等离子体，并使等离子体扩展成长，形成等离子通路，在工作电压低于工作电极间的着火电压时亦可使工作电极击穿，工作电极直接进入自持放电区，这样即可实现低压自燃，自动启辉或引弧，无需启动回路，电极无需加热，电压低至维持电压也可启动;同时双线中的两电阻线阻值可不相同，或两套以上阻值不同之单线、双线或混合结构，以及它们的起动间隙，分别对应于启辉及引弧，因此控制工作电流和（或）电阻线上的电流加载方法，即可实现低压下之辉光放电、弧光放电、关闭等多个状态控制。若采用电流控制，则可实现连续调光，调节范围几乎可从零开始，而普通日光灯则较难实现。

以上之电阻线，可制作在绝缘基板上或线材上（如玻璃丝），第一种双线结构若在线材上制成双螺旋，互不交连，如图4所示，两端各分别引出两条电阻线的一个端头，连于工作电极上，这样构成的装置廉价又可靠。

由本发明构成的灯具，实际只需两个引出端，加装限流器即成为节能灯;为兼容普通的日光灯，可在一支灯管内作两套这样的装置，互为备用，如图5，若有一边损坏，旋转一下即可再用;或如图6所示，只作一套装置，但将同端引出的一对端子内部短路，只是在使用时需撤去启辉器或启辉回路。

由于本发明无需高压启动，因此只需限流器确定工作点，限流器可直接使用开关电源，可获得高的电源利用率。双线结构，互为单线结构备用，可靠性高。

附图1：气体放电伏安特性;

附图2：本发明的单线结构示范图;

附图3：本发明的双线结构示范图;

附图4：本发明的双线结构实施例结构图;

附图5：本发明构成的一种灯具结构图;

附图6：本发明构成的一种灯具结构图;

以下结合附图进一步说明：

附图1：指示特定气压、特定工作条件下气体放电伏安特性图;具有一般放电特征，ABC段为非自持放电区，CD段为自持暗放电区，DEF段为辉光放电区，DE、GH段呈负阻特性。不同工作条件下，CD段，G点对应电压值（即着火电压）不同;本发明利用辅助电阻线形成的起动间隙小于工作电极间的距离来降低通常的着火电压。

附图2：本发明的单线结构示范图;图中1、2为工作电极，3为辅助电阻线;

附图3：本发明的双线结构示范图，图中1、2为工作电极，3、4为辅助电阻线，调节电阻线的电阻值与工作腔匹配（必要时可在电阻线两端串接限流电阻），及外电路的电流供应量，则可实现启辉或引弧。如果有一条损坏，只要另一条线完整，即成为单线结构，仍可启动。

附图4：本发明的实施例结构图;在绝缘线材上，造出双螺旋电阻线，在两端分别引出连接端;

附图5、本发明构成的一种灯具，用于代替现行的日光灯，内含两套本发明所述之装置，互相独立，分别对应两对引出端。可互为备用。

附图6：本发明构成的另一种灯具，也用于代替日光灯，只含一套装置，而同一端之两引出端子在内部短路，使用时需撤去启辉器或启辉回路。

Claims (7)

1、一种低压自启辉、自引弧方法及装置，其特征是利用辅助电阻线，首先实现局部启辉或引弧，形成等离子体，并使等离子体扩展成长，形成等离子通路，在低电压下使工作电极击穿，实现低压自燃、自动启辉或引弧。

2、根据权利要求1所述之低压自启辉、自引弧方法及装置，其特征是：包含二种方式，其中一种双线结构是在工作电极1、2间放置两条互不交连或平行电阻线3和4，其中一条电阻线的一端连于一个电极上，另一端悬空;另一条电阻线的一端连于余下电极上，余下端悬空，并使电阻线间的距离少于工作电极间的距离。另一种单线结构在工作电极1和2间放置一条电阻线3，其中电阻线的一端头连接一工作电极，另一端头引向另一电极，但中间保持一间隙，并使间隙距离少于工作电极间的距离。

3、根据权利要求2所述之低压自启辉、自引弧方法及装置，其特征是辅助电阻线可制作在一条绝缘线材上，双线结构的形成双螺旋状或其它形状，两端分别引出二条电阻线的各一个端头;单线结构的在绝缘线上形成电阻线，只引出其中一个端头与工作电极连接，另一个悬空。

4、根据权利要求3所述之低压自启辉、自引弧方法及装置，构成的灯具，其特征是：

（1）、在日光灯管内作二套装置，分别对应二对引出端，互相独立，互为备用;

（2）、在日光灯管内作一套装置，而两侧引出端内部短路。

（3）、在灯管内作一套或以上装置，而两侧各只有一个引出端。

5、根据权利要求2所述之低压自启辉、自引弧方法及装置，其特征是：双线结构中的电阻线阻值可不相同，或两套阻值不同的双线结构，或阻值不同的单、双线混合结构，其两套阻值分别对应于启辉或引弧，通过控制工作电流和（或）电阻线上的电流加载方法，即可实现低压下辉光放电、弧光放电、关闭等多个状态的控制。

6、根据权利要求5所述之低压自启辉、自引弧方法及装置，其特征是：可构成一种可工作于辉光放电、弧光放电、关闭等多个状态的灯具。

7、根据权利要求1所述之低压自启辉、自引弧方法及装置，其特征是：其工作所需之限流器可以直接使用开关电源。

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