CN201570488U

CN201570488U - 小功率无极灯及其灯管

Info

Publication number: CN201570488U
Application number: CN2009202662129U
Authority: CN
Inventors: 李文鹏; 李维德; 付保安; 张秋玲
Original assignee: Shanghai Hongyuan Lighting & Electric Equipment Co Ltd
Current assignee: Shanghai Hongyuan Lighting & Electric Equipment Co Ltd
Priority date: 2009-11-11
Filing date: 2009-11-11
Publication date: 2010-09-01
Anticipated expiration: 2019-11-11

Abstract

本实用新型揭示了一种小功率无极灯及其灯管，所述灯管内表面具有荧光粉层，且包括两个平行管体、一个圆柱形管体和一个球形管体，其中两个平行管体的一端闭合，另一端与所述球形管体平滑连接，且内部通过所述球形管体连通，所述圆柱形管体，连通于所述两个平行管体之间。该无极灯灯管可直接于圆柱形管体以及平行管体上缠绕励磁线圈，来取代现有技术的耦合器，有利于其小型化的设计。

Description

小功率无极灯及其灯管

技术领域

本实用新型涉及无极灯技术，特别是涉及一种小功率无极灯及其灯管。

背景技术

无极灯是综合应用功率电子学，等离子体学，磁性材料学等领域最新科技成果研制开发出来的高新技术产品，其代表了照明技术领域高光效，长寿命，高显色性的未来发展方向。照明专家将这种绿色照明新光源称为“照明领域新革命的开始”，它必将成为21世纪最有发展前景的绿色节能照明光源。

目前，常用的无极灯为电磁感应无极灯，其主要由三部分组成：高频发生器、耦合器和灯泡。高频发生器的功能类似于普通节能灯的电子镇流器，将工频市电转换为高频强信号，并传输给耦合器。耦合器的功能就像是一个发射天线，它将高频强信号耦合进灯泡，完成能量的第二次传递。灯泡是一个里面充有稀有气体及汞蒸气等工作气体的密闭空腔，灯泡的壁上涂有发光物质荧光粉。当耦合器将高频能量耦合进灯泡后，灯泡中的工作气体在强大的电磁场作用下发生气体雪崩电离形成等离子体，等离子体的受激原子返回基态时自发辐射出254nm的紫外线，紫外线激发荧光粉发出可见光，从而完成能量的第三次转换。在三次能量转换过程中，没有灯丝或电极参与工作，故无极灯的寿命仅取决于其电子线路、灯泡的制造技术和荧光粉的自然衰减，使其寿命远远高于白炽灯等传统光源，而逐渐体现其市场优势。

目前，市场上常见的无极灯寿命已高于6万小时，是白炽灯的60倍，卤素灯的20倍，且与普通白炽灯相比，节能80％以上。其设计构成主要有两种形式，具体如下：

第一种是将励磁线圈缠绕于铁氧体磁芯上，构成耦合器，且将耦合器内置于发光灯管的形式。具体请参考图1，高频发生器内置于金属套内，构成灯座11；耦合器12与灯座11内的高频发生器电性连接，并于组装后置于发光灯管13内，从而于发光灯管13内形成放电空间；发光灯管13内填充稀有气体和汞蒸气，且表面涂有荧光层。

第二种是将磁环抱箍于灯体上，即磁环耦合形式。在此种形式中，灯体需设计成闭合结构，例如闭合环形或矩形。具体请参考图2，以闭合矩形为例，于灯体21的两对称边上对称设置有磁环22，且使磁环22抱箍于灯体21之上。

以上设计结构的无极灯已具备了无极灯的众多优点，然而随着对节能要求的进一步提高，人们对小功率的无极灯的要求越来越多，同时，无极灯小型化的问题也日益受到人们的关注。以上第一种无极灯在小型化时，将碰到散热问题，如此便需要加入散热导管等元件，从而使得制造工艺复杂，且增加了制作成本。而第二种无极灯，其磁环体积与无极灯形状要求限制了其进一步小型化，其更佳适于大功率无极灯的制造。

为此，市场上需要一种新的无极灯，适于小功率应用，且易于小型化。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是小功率无极灯小型化的问题。

为解决以上技术问题，本实用新型提供一种小功率无极灯灯管，其内表面具有荧光粉层，该灯管包括：两个平行管体、一个圆柱形管体和一个球形管体，其中两个平行管体的一端闭合，另一端与所述球形管体平滑连接，且内部通过所述球形管体连通，所述圆柱形管体，连通于所述两个平行管体之间。

本实用新型还提供一种小功率无极灯，包括：灯管，其内表面具有荧光粉层，且该灯管包括两个平行管体、一个圆柱形管体和一个球形管体，其中两个平行管体的一端闭合，另一端与所述球形管体平滑连接，且内部通过所述球形管体连通，所述圆柱形管体，连通于所述两个平行管体之间；励磁线圈，缠绕于所述两平行管体和所述圆柱形管体之上，且具有引出端，用以电性连接一激励源；汞齐，位于所述两平行管体的闭合端；稀有气体，填充于所述灯管内。

进一步的，所述励磁线圈为20匝至32匝。

进一步的，填充于所述灯管内的稀有气体压强为10Pa至200Pa。

进一步的，所述励磁线圈的输入频率为2.5MHz至15MHz。

可见，应用以上小功率无极灯灯管，可以将励磁线圈直接缠绕于灯管之上，从而耦合电磁能量进入灯管，以激发灯管内的汞齐和稀有气体产生等离子体，等离子体的受激原子返回基态时自发辐射出紫外线，紫外线激发荧光粉发出可见光。与现有技术相比，未使用铁氧体磁芯，从而极大的减少了使用过程中的散热量，从而无需做特殊散热设计；另外，采用励磁线圈直接缠绕的方式来代替磁环，有利于其小型化的设计。

附图说明

图1为一种现有的无极灯结构示意图；

图2为另一种现有的无极灯结构示意图；

图3为本实用新型一实施例所提供的小功率无极灯的结构示意图；

图4为图3中小功率无极灯的A-A方向的示意图；

图5为图3中小功率无极灯的B-B方向的示意图；

图6为本实用新型一实施例所提供的小功率无极灯的尺寸标注示意图。

具体实施方式

为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举示例性实施例，并配合附图，作详细说明如下。

请参考图3，其为本实用新型一实施例所提供的小功率无极灯的结构示意图。且合并参考图4与图5，其分别为图3中小功率无极灯的A-A和B-B方向的示意图。

如图所示，该小功率无极灯的灯管100经过设计而应用于小功率无极灯，可直接于其上缠绕励磁线圈200，来取代现有的耦合器，耦合电磁能量进入灯管100，以激发灯管100内的汞齐和稀有气体产生等离子体，等离子体的受激原子返回基态时自发辐射出紫外线，紫外线激发荧光粉发出可见光。与现有技术相比，本实施例所提供的无极灯未使用铁氧体磁芯，从而极大的减少了使用过程中的散热量，从而无需做特殊散热设计；另外，采用励磁线圈200直接缠绕的方式来代替磁环，有利于其小型化的设计。

具体而言，灯管100由两个平行管体110、一个圆柱形管体120和一个球形管体130平滑连接而成；其中两个平行管体110的一端闭合，另一端与球形管体130平滑连接，且内部通过球形管体130连通；圆柱形管体120则连通于两个平行管体110之间。

如此，励磁线圈200可直接缠绕于两平行管体110和圆柱形管体120之上，且具有引出端210，用以电性连接一激励源。另外，灯管100的内表面具有荧光粉层，其内填充有稀有气体，且两平行管体110的闭合端处设置有汞齐300。

以上小功率无极灯，将线圈直接绕制于灯管上，形成闭合放电管，通过其产生的高频电流耦合电磁场能量进入灯管内，激发其内的汞齐和稀有气体，而产生等离子体，等离子体的受激原子返回基态时自发辐射出紫外线，紫外线激发荧光粉发出可见光。具体原理如下：

首先，将励磁线圈缠绕于两个平行管体和圆柱形管体上作为能量输入初级侧；其次，励磁线圈通以MHz级频率的电流作为耦合电信号；最后，高频电流产生的高频电磁能耦合进入灯管内，激发等离子辐射发光。此类光源内部是以高频电场电离汞原子形成放电电流(Hg电离电位为10.4eV)，其激发电离原理与普通荧光灯无异：Hg激发态——6³P₁原子(激发电位为4.89eV)自发跃迁至基态时，产生253.7nm光子；253.7nm光子激发管壁内荧光粉层，产生三基色可见光，并形成白光输出。

较佳的，以上励磁线圈缠绕方式为密布平行缠绕的方式，且线圈的匝数可以根据实际需要的光源功率变动，以缠满两个平行管体和圆柱形管体为限。以下，结合图6与图7，并通过一具体实施例来加以说明。

请合并参考图6以及表1，其中表1为本实用新型应用于5W无极灯时的尺寸列表。

表1

此时，励磁线圈200的匝数不低于20匝，且由于两个平行管体110的高度和圆柱形管体120的长度L2限制，其最多可缠绕32匝。

以20匝为例，励磁线圈200的输入频率在2.5MHz～15MHz情况下，匹配2KV以上耐压值的一定容抗的安规电容，发光灯管功率从3W～25W之间可任意调节(与输入电压调节有关)。同样条件下，励磁线圈200为26匝时，发光灯管功率从3W～25W之间可任意调节(与输入电压调节有关)。同样条件下，磁线圈200为32匝时，发光灯管功率从3W～25W之间均可任意调节(与输入电压调节有关)。

值得一提的是，以上发光灯管功率增加时，发光呈现逐步扩散的趋势和特点。即发光功率小时，发光区域主要聚集在励磁线圈周围；而当功率逐步扩大时，发光区域发展到两边平行管体，并逐渐向球形管体扩散。而最终功率在大于10W之后(无论线圈匝数还是输入频率变化)，发光面积覆盖整个灯管，即覆盖到了整个无极灯。而，如果功率缩减到5W以下时，发光面积骤减到只有发光线圈内部的小区域(无论线圈匝数还是输入频率变化)。

可见，本实用新型所提供的无极灯，可实现光源亮度的调节，进而可根据不同领域对于光源亮度的需求，进而灵活的进行应用。

另外，可以通过荧光粉的选配，配置从2700K～6500K等不同色温发光灯管。

实验表明，本实用新型所提供的小功率无极灯可保证光效达到20～40lm/W，且与传统荧光灯相比，其具有高效、故障率低、寿命长等特点。此外，实验表明，填充于灯管内的稀有气体压强为10至200Pa时，光源的寿命较长，例如，50Pa的氪气。当然本实用新型不以此为限，也可以于灯管内填充其他稀有气体，当然，也可以填充多种稀有气体构成的混合气体，甚至填充稀有气体与汞蒸气构成的混合气体。

综上所述，应用以上小功率无极灯灯管，可以将励磁线圈直接缠绕于灯管之上，从而耦合电磁能量进入灯管，以激发灯管内的汞齐和稀有气体产生等离子体，等离子体的受激原子返回基态时自发辐射出紫外线，紫外线激发荧光粉发出可见光。与现有技术相比，未使用铁氧体磁芯，从而极大的减少了使用过程中的散热量，从而无需做特殊散热设计；另外，采用励磁线圈直接缠绕的方式来代替磁环，有利于其小型化的设计。

进而，得到的小功率无极灯是一种通过线圈直接缠绕放电管耦合电磁能量进而发光的无极荧光光源。在保证光效达到20～40lm/W的同时，与传统荧光灯相比，其未使用铁氧体磁芯，从而极大的减少了使用过程中的散热量，从而无需做特殊散热设计；另外，采用励磁线圈直接缠绕的方式来代替磁环等，有利于其小型化的设计。而小型、紧凑的外形结构可使其在各种探照照明，施工及维修照明以及民用照明等情况下具有应用价值。

以上仅为举例，并非用以限定本实用新型，本实用新型的保护范围应当以权利要求书所涵盖的范围为准。

Claims

1.一种小功率无极灯灯管，其内表面具有荧光粉层，其特征是，该灯管包括：

两个平行管体、一个圆柱形管体和一个球形管体，其中两个平行管体的一端闭合，另一端与所述球形管体平滑连接，且内部通过所述球形管体连通，所述圆柱形管体，连通于所述两个平行管体之间。

2.一种小功率无极灯，其特征是，包括：

灯管，其内表面具有荧光粉层，且该灯管包括两个平行管体、一个圆柱形管体和一个球形管体，其中两个平行管体的一端闭合，另一端与所述球形管体平滑连接，且内部通过所述球形管体连通，所述圆柱形管体，连通于所述两个平行管体之间；

励磁线圈，缠绕于所述两平行管体和所述圆柱形管体之上，且具有引出端，用以电性连接一激励源；

汞齐，位于所述两平行管体的闭合端；

稀有气体，填充于所述灯管内。

3.根据权利要求2所述的小功率无极灯，其特征是，所述励磁线圈为20匝至32匝。

4.根据权利要求2所述的小功率无极灯，其特征是，填充于所述灯管内的稀有气体压强为10Pa至200Pa。

5.根据权利要求2所述的小功率无极灯，其特征是，所述励磁线圈的输入频率为2.5MHz至15MHz。