CN201750615U - 一种高压气体放电灯 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种具有保护功能的高压气体放电灯。根据本实用新型的一个实施例，高压气体放电灯包括：第一电极(5)和第二电极(6)；连接于所述第一电极(5)和第二电极(6)之间且并联的第一支路(10)和第二支路(20)；所述第一支路(10)包括高压气体放电管(11)；所述第二支路(20)包括相互串联的启动开关元件(21)和保护电路(22)；所述保护电路(22)当温度低于一个阈值时呈第一阻值范围，当温度超过所述阈值时呈第二阻值范围；其中第二阻值范围高于第一阻值范围。使用这种高压气体放电灯，即使发生开关启动元件短路的故障，灯的两个电极之间也不会产生持续的过大电流，从而保护了整个照明系统的安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及照明领域，尤其涉及高压气体放电灯。
背景技术
采用高压气体放电灯的照明系统已经广泛应用于体育场馆等大尺度照明场景。通常，这些照明系统包括价值昂贵的电源子系统、功率控制子系统等。现有的内置有启辉器的高压气体放电灯灯泡，当启辉器损坏(例如短路)时，容易产生大电流从而损坏照明系统中的镇流器等元件，从而给照明系统的维护带来很大困难。
实用新型内容
本实用新型的一个目的是为了克服现有技术中的上述缺陷，提供一种具有保护功能的高压气体放电灯。
根据本实用新型的一个实施例，提供了一种高压气体放电灯，其包括：第一电极和第二电极；连接于所述第一电极和第二电极之间且并联的第一支路和第二支路；所述第一支路包括高压气体放电管；所述第二支路包括一个启动开关元件和一个保护电路，所述启动开关元件与所述保护电路串联；当所述保护电路的温度低于一个阈值时，所述保护电路呈第一阻值范围；当所述保护电路的温度超过所述阈值时，所述保护电路呈第二阻值范围；其中第二阻值范围高于第一阻值范围。
根据本实用新型的高压气体放电灯的一个实施例，其中，所述保护电路包括一个温控开关和一个电阻；所述温控开关和所述电阻被设置为彼此靠近，且均串联于所述启动开关元件；当所述保护电路的温度超过所述阈值时，该温控开关断开。
根据本实用新型的高压气体放电灯的一个实施例，其中，所述保护电路还包括一个阻性支路，该阻性支路与所述温控开关并联，且被设置为靠近所述温控开关。
根据本实用新型的高压气体放电灯的一个实施例，其中，所述保护电路包括一个具有正温度系数的热敏电阻。
使用本实用新型中的高压气体放电灯，即使发生开关启动元件短路的故障，灯的两个电极之间也不会产生持续的过大电流，从而保护了整个照明系统的安全。已有的照明系统可以直接使用本实用新型中的高压气体放电灯，而无需进行额外的保护电路的设计、装配，从成本角度考虑这是极具价值的。
附图说明
通过参照附图阅读以下所作的对非限制性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
图1所示为本实用新型的一个实施例的高压气体放电灯的电路示意图；
图2所示为本实用新型的又一个实施例的高压气体放电灯的电路示意图；
图3所示为本实用新型的一个实施例的高压气体放电灯的结构示意图；
图4所示为本实用新型的又一个实施例的高压气体放电灯的电路示意图；
图5所示为本实用新型的又一个实施例的高压气体放电灯的电路示意图；
其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的装置或电路。
具体实施方式
图1所示为本实用新型的一个实施例的高压气体放电灯的电路示意图。如图所示，该实施例中的高压气体放电灯包括：第一电极5、第二电极6、第一支路10、第二支路20。第一支路10和第二支路20相互并联，且连接于第一电极5和第二电极6之间。第一支路10包括一个高压气体放电管11，高压气体放电管11的两极分别连接到第一电极5、第二电极6。第二支路20包括一个启动开关元件21和一个保护电路22，启动开关元件21和保护电路22相互串联。当保护电路22的温度低于一个阈值时，其呈现第一阻值范围。当保护电路22的温度高于这一阈值时，其呈现第二阻值范围。其中，第二阻值范围高于第一阻值范围。通常，触发保护电路22阻值变化的(温度)阈值高于室温。
成品的高压气体放电灯还包括一个外壳(图1中未示出)，该外壳采用例如但不限于玻璃材质。第一电极5和第二电极6至少部分地暴露于该外壳之外，第一支路10和第二支路20均被密闭封装于该外壳7之内。外壳之内经常为真空，或者填充惰性气体、氮气。
优选地，第一阻值范围和第二阻值范围没有重叠部分，即第二阻值范围的低限值高于第一阻值范围的高限值。在某些情况下，第一阻值范围和第二阻值范围存在重叠部分，但第二阻值范围的均值高于第一阻值范围的均值。例如但不限于，第一阻值范围为0.1Ω至100Ω，第二阻值范围为1kΩ至100kΩ。又例如，第一阻值范围为0.1Ω至200Ω，第二阻值范围为100Ω至100kΩ。
在本实用新型的一个实施例中，触发保护电路22阻值变化的(温度)阈值处于80℃至1000℃之间。优选地，该阈值处于150℃至500℃之间。更优选地，该阈值处于200℃至400℃之间。
在本实用新型的一个实施例中，高压气体放电灯中的启动开关元件21包括启辉器。
图2示出了根据本实用新型的另一个实施例的高压气体放电灯的电路示意图，图3示出了该实施例的高压气体放电灯的结构示意图。
如图2所示，该实施例中的高压气体放电灯包括：第一电极5、第二电极6、第一支路10、第二支路20。第一支路10和第二支路20相互并联，且连接于第一电极5和第二电极6之间。第一支路10包括一个高压气体放电管11，高压气体放电管11的两极分别连接到第一电极5、第二电极6。第二支路20包括一个启动开关元件21和一个保护电路22，启动开关元件21和保护电路22相互串联。
保护电路22包括：温控开关221、阻性支路222、电阻223。阻性支路222与温控开关221并联，然后串联于温控开关21。电阻223也串联于温控开关21。
具体地，该实施例中的启动开关元件21包括启辉器，温控开关221包括双金属片开关。当温度超过一个阈值时，该双金属片开关221断开。
如图3所示，该实施例中的高压气体放电灯还包括一个外壳7。该外壳7采用例如但不限于玻璃材质。第一电极5和第二电极6至少部分地暴露于外壳7之外，第一支路10和第二支路20均被密闭封装于外壳7之内。外壳7之内为真空，或者填充惰性气体或者氮气。其中，阻性支路222和电阻223均设置为靠近温控开关221。当保护电路22的温度，亦即双金属片开关221的温度，超过所述阈值时，双金属片开关221断开。
该实施例中，电阻223的阻值处于0.1Ω至100Ω之间，亦即第一阻值范围；阻性支路222的阻值处于1kΩ至100kΩ之间；触发双金属片开关221在闭合/断开状态之间变化的(温度)阈值处于200℃至300℃之间。
当该高压气体放电灯不工作时，外壳7之内的温度与环境温度(低于阈值)基本相同，双金属片开关221闭合，阻性支路222被短路，保护电路22所呈现的阻值为电阻223的阻值。
如果该高压气体放电灯正常，当通电后，启辉器21持续导通/断开从而在高压气体放电管11两端产生感应电动势，激发高压气体放电管11开始发光。外壳7之内的温度将持续上升直至超过阈值，从而使得双金属片开关221断开。在该高压气体放电灯正常工作时，外壳7之内的温度一直保持在高于阈值的温度，此时，保护电路22所呈现的阻值为电阻223和阻性支路222串联的阻值，亦即第二阻值范围。即使此时发生启辉器21短路等故障，双金属片开关221仍保持断开，第二支路20中不会产生过大的电流，从而保护了灯体之外的整个照明系统。
如果该高压气体放电灯在通电瞬间或通电之前已经产生启辉器21短路的故障，则高压气体放电管11不会被激发。通电之后，双金属片开关221仍闭合，保护电路22呈现的阻值为电阻223的阻值；电阻223上流过较大电流使得电阻223发热并持续升温，直至靠近电阻223的双金属片开关221的温度超过阈值并断开；此时，保护电路22所呈现的阻值为电阻223和阻性支路222串联的阻值，电阻223和阻性支路222中流过较小的电流，从而发热使得靠近的双金属片开关221的温度保持在高于阈值的温度。此后，双金属片开关221仍保持断开，第二支路20中不会产生过大的电流，从而保护了灯体之外的整个照明系统。
图4所示为本实用新型的又一个实施例的高压气体放电灯的电路示意图。如图4所示，该实施例中的高压气体放电灯包括：第一电极5、第二电极6、第一支路10、第二支路20。第一支路10和第二支路20相互并联，且连接于第一电极5和第二电极6之间。第一支路10包括一个高压气体放电管11，高压气体放电管11的两极分别连接到第一电极5、第二电极6。第二支路20包括一个启动开关元件21和一个保护电路22，启动开关元件21和保护电路22相互串联。本领域技术人员应能理解，成品的高压气体放电灯还包括一个外壳，在此不再赘述。
该实施例中的保护电路22包括：温控开关221、电阻223。电阻223串联于温控开关21，且被设置为靠近温控开关21。
具体地，该实施例中的启动开关元件21包括启辉器，温控开关221包括双金属片开关。当温度超过一个阈值时，该双金属片开关221断开。
该实施例中，电阻223的阻值处于0.1Ω至100Ω之间，触发双金属片开关221在闭合/断开状态之间变化的(温度)阈值处于100℃至300℃之间。
当该高压气体放电灯不工作时，外壳之内的温度与环境温度(低于阈值)基本相同，双金属片开关221闭合，保护电路22所呈现的阻值为电阻223的阻值(第一阻值范围)。
如果该高压气体放电灯正常，当通电后，启辉器21持续导通/断开从而在高压气体放电管11两端产生感应电动势，激发高压气体放电管11开始发光。外壳之内的温度将持续上升直至超过阈值，从而使得双金属片开关221断开。在该高压气体放电灯正常工作时，外壳之内的温度一直保持在高于阈值的温度，此时，保护电路22所呈现的阻值为无穷大(第二阻值范围)。即使此时发生启辉器21短路等故障，双金属片开关221仍保持断开，第二支路20中没有电流，从而保护了灯体之外的整个照明系统。
如果该高压气体放电灯在通电瞬间或通电之前已经产生启辉器21短路的故障，则高压气体放电管11不会被激发。通电之后，双金属片开关221仍闭合，保护电路22呈现的阻值为电阻223的阻值(第一阻值范围)；电阻223上流过较大电流使得电阻223发热并持续升温，直至靠近电阻223的双金属片开关221的温度超过阈值并断开；此时，保护电路22所呈现的阻值为无穷大(第二阻值范围)，电阻223中没有电流流过，从而降温直至双金属片开关221重新闭合。之后，重复出现这一加热/降温(双金属片开关221闭合/断开)的过程。因此，在第二支路20上不会产生持续的过大电流，从而对灯体之外的整个照明系统起到一定的保护作用。
图5所示为本实用新型的又一个实施例的高压气体放电灯的电路示意图。如图5所示，该实施例中的高压气体放电灯包括：第一电极5、第二电极6、第一支路10、第二支路20。第一支路10和第二支路20相互并联，且连接于第一电极5和第二电极6之间。第一支路10包括一个高压气体放电管11，高压气体放电管11的两极分别连接到第一电极5、第二电极6。第二支路20包括一个启动开关元件21和一个保护电路22，启动开关元件21和保护电路22相互串联。本领域技术人员应能理解，成品的高压气体放电灯还包括一个外壳，在此不再赘述。
该实施例中的保护电路22包括：具有正温度系数的热敏电阻228。随着温度的改变，热敏电阻228的阻值可以在第一阻值范围和第二阻值范围之间变化，其中第二阻值范围高于第一阻值范围。
本领域技术人员应能理解，如果热敏电阻228的阻值-温度曲线具有渐变特性，则第二阻值范围的低限值可以等于第一阻值范围的高限值；如果热敏电阻228的阻值-温度曲线具有阶跃特性，则第一阻值范围和第二阻值范围可以没有重叠部分。例如但不限于，第一阻值范围为0.1Ω至100Ω，第二阻值范围为1kΩ至100kΩ。
在该实施例中，热敏电阻228的阻值-温度特性曲线具有阶跃特性，触发热敏电阻228阻值显著变化(在第一阻值范围和第二阻值范围之间变化)的(温度)阈值处于300℃至400℃之间。
当该高压气体放电灯不工作时，外壳之内的温度与环境温度(低于阈值)基本相同，热敏电阻228呈现第一阻值范围。
如果该高压气体放电灯正常，当通电后，热敏电阻228呈现第一阻值范围，启辉器21持续导通/断开从而在高压气体放电管11两端产生感应电动势，激发高压气体放电管11开始发光。外壳之内的温度将持续上升直至超过阈值，从而使得热敏电阻228呈现第二阻值范围。在该高压气体放电灯正常工作时，外壳之内的温度一直保持在高于阈值的温度，此时，保护电路22所呈现的阻值为第二阻值范围。即使此时发生启辉器21短路等故障，热敏电阻228仍保持在第二阻值范围，第二支路20中不会产生过大电流，从而保护了灯体之外的整个照明系统。
如果该高压气体放电灯在通电瞬间或通电之前已经产生启辉器21短路的故障，则高压气体放电管11不会被激发。通电之后，热敏电阻228呈现第一阻值范围，因而流过较大电流使得热敏电阻228发热并持续升温；当温度上升到达到或者超过阈值时，热敏电阻228呈现出第二阻值范围，流过热敏电阻228的电流变小。一种可能是：第二支路中流过较小的电流，热敏电阻228的温度维持在一个高于阈值的温度。另一种可能是：热敏电阻228降温直至低于阈值，其重新呈现第一阻值范围并流过较大电流，并再次升温；之后，重复出现这一降温/升温(阻值在第二阻值范围和第一阻值范围之间变化、电流变小/变大)的过程。无论是那一种情形，在第二支路20上均不会产生持续的过大电流，从而对灯体之外的整个照明系统起到了保护作用。
本领域技术人员应能理解，上述实施例均是示例性而非限制性的。本领域技术人员在研究附图、说明书及权利要求书的基础上，应能理解并实现所揭示的实施例的其他变化的实施例。在权利要求书中，术语“包括”并不排除其他装置或步骤；不定冠词“一个”不排除多个；术语“第一”、“第二”用于标示名称而非用于表示任何特定的顺序。权利要求中的任何附图标记均不应被理解为对保护范围的限制。权利要求中出现的多个部分的功能可以由一个单独的硬件或软件模块来实现。某些技术特征出现在不同的从属权利要求中并不意味着不能将这些技术特征进行组合以取得有益效果。
Claims (8)
1.一种高压气体放电灯，其特征在于，包括：
第一电极(5)和第二电极(6)；
连接于所述第一电极(5)和第二电极(6)之间且并联的第一支路(10)和第二支路(20)；
所述第一支路(10)包括高压气体放电管(11)；
所述第二支路(20)包括一个启动开关元件(21)和一个保护电路(22)，所述启动开关元件(21)与所述保护电路(22)串联；
当所述保护电路(22)的温度低于一个阈值时，所述保护电路(22)呈第一阻值范围；当所述保护电路(22)的温度超过所述阈值时，所述保护电路(22)呈第二阻值范围；其中第二阻值范围高于第一阻值范围。
2.根据权利要求1所述的高压气体放电灯，其特征在于，所述保护电路(22)包括一个温控开关(221)和一个电阻(223)；所述温控开关(221)和所述电阻(223)被设置为彼此靠近，且均串联于所述启动开关元件(21)；当所述保护电路(22)的温度超过所述阈值时，该温控开关(221)断开。
3.根据权利要求2所述的高压气体放电灯，其特征在于，所述阈值处于80℃至1000℃之间。
4.根据权利要求2所述的高压气体放电灯，其特征在于，所述温控开关(221)包括双金属片开关。
5.根据权利要求2所述的高压气体放电灯，其特征在于，所述保护电路(22)还包括一个阻性支路(222)，该阻性支路(222)与所述温控开关(221)并联，且被设置为靠近所述温控开关(221)。
6.根据权利要求1所述的高压气体放电灯，其特征在于，所述保护电路(22)包括一个具有正温度系数的热敏电阻(228)。
7.根据权利要求1所述的高压气体放电灯，其特征在于，所述启动开关元件(21)包括启辉器。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的高压气体放电灯，其特征在于，还包括一个外壳(7)，所述第一支路(10)和第二支路(20)均密闭封装于所述外壳(7)之内。
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