CN202269078U - Rf无电极等离子体照明装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种RF无电极等离子体照明装置。该装置具有基座构件，该基座构件具有能够耦合至第一交流电势的外部区域和能够耦合至第二交流电势的内部区域。在一个优选实施方式中，该装置具有机械地且集成地耦接至基座构件的RF模块。RF模块具有RF源，RF源具有输出。RF模块具有第一直流输入和第二直流输入。RF模块的第一直流输入耦合至第一直流电势并且RF模块的第二直流输入耦合至第二直流电势。在一个特定实施方式中，该装置具有集成地耦接至基座构件的RF无电极等离子体照明组件。RF等离子体照明组件具有RF输入，其耦接至RF源的输出。

Description

RF无电极等离子体照明装置

技术领域

本实用新型总体上涉及照明技术。更具体地，本实用新型提供了一种使用具有多个基座构造的其中之一的无电极等离子体照明装置的方法和装置。仅以实例的方式，这样的构造可以至少包括爱迪生基座或大型基座(mogul base，大型灯座)，但可以是其他基座。 

背景技术

从很早开始，人类已使用各种技术来照明。当黑暗时，早期人类依靠火来照亮洞穴。火常常会消耗木材来作为燃料。木材燃料不久便被来源于油及油脂的蜡烛所取代。此后蜡烛至少部分地被灯所取代。某些灯通过油或其他能源来供以燃料。煤气灯曾经很受欢迎，且对于户外活动(诸如野营)仍是很重要的。在十九世纪后期，托马斯爱迪生，这个历史上最伟大的发明家之一，构想出了白炽灯，白炽灯使用处于灯泡内、耦接至一对电极的钨丝。许多常规的建筑物及住宅仍使用一般被称作爱迪生灯泡的白炽灯。尽管非常成功，但爱迪生灯泡会消耗很多能量且通常效率低。 

对于某些应用场合，荧光照明取代了白炽灯。荧光灯通常包括装有气态材料(典型地，氩气)和汞的灯管，其耦接至一对电极。电极耦接至电子镇流器，该电子镇流器帮助使来自荧光照明的放电发光。常规的建筑物结构常常使用荧光照明，而非相对的白炽照明。荧光照明比白炽照明更有效，但常常具有更高的初始成本。 

Shuji Nakamura开创了高效的蓝色发光二极管，该蓝色发光二极管是固态灯。蓝色发光二极管形成用于白色固态灯的基础，白色固态灯常常是处于涂有黄色荧光体材料的灯泡内的蓝色发光二极管。蓝光激发荧光体材料发出白色照明。蓝色发光二极管已使照明工业发生了巨大变革，而取代了用于住宅、建筑物、以及其他结构的传统照明。 

另一种照明形式一般被称作无电极灯，该无电极灯能放出用于高强度应用场合的光。Frederick Espiau是研制改进的无电极灯的先驱者之一。这种无电极灯依靠实心陶瓷谐振器结构，该谐振器结构耦接至封装在灯泡中的填充物。灯泡经由RF馈电器(feeds)耦接至谐振器结构，该RF馈电器将功率(power)传递至填充物，以使填充物放电产生高强度照明。尽管有些成功，但无电极灯仍有许多局限性，包括灯不能安装于诸如爱迪生插座或大型插座的标准电灯插座内。 

由上可见，高度期望改进的照明技术。 

实用新型内容

根据本实用新型，提供了总体上用于照明技术的技术。更具体地，本实用新型提供了使用具有多个基座构造的其中之一的无电极等离子体照明装置的方法和装置。仅以实例的方式，这样的构造可以至少包括爱迪生基座，但可以是其他基座。 

在一个特定实施方式中，本实用新型提供了一种RF无电极等离子体照明装置。该装置具有基座构件，该基座构件包括能够耦合至第一交流电势的外部区域和能够耦合至第二交流电势的内部区域。该装置还具有机械地且集成地(integrally，一体化地)耦接至基座构件的交流直流转换器。在一个仅作为实例的特定实施方式中，转换器是切换转换器(switching converter)，但可以是其他转换器。在一个特定实施方式中，交流直流转换器具有第一交流接触区域和第二交流接触区域。在一个特定实施方式中， 第一交流接触区域电耦合至第一电势并且第二交流接触区域耦合至第二电势。在一个特定实施方式中，交流直流转换器具有第一直流输出和第二直流输出。该装置还具有机械地且集成地耦接至基座构件的RF模块。在一个优选实施方式中，RF模块具有RF源。RF模块具有第一直流输入和第二直流输入。RF模块的第一直流输入耦接至交流直流转换器的第一直流输出并且RF模块的第二直流输入耦接至交流直流转换器的第二直流输出。RF源具有一输出并且可选地具有一输入。在一个特定实施方式中，该装置具有集成地耦接至基座构件的RF无电极等离子体照明组件。RF无电极等离子体照明组件具有一RF输入，该RF输入耦接至RF源的输出。 

根据本实用新型的一个特定实施方式，其中，所述RF源能输出从约10MHz至约20GHz范围内的信号。 

根据本实用新型的一个特定实施方式，其中，进一步包括散热器构件，所述散热器构件操作性地耦接至所述RF模块，以在所述RF源的操作期间促进来自所述RF源的热能的传导。 

根据本实用新型的一个特定实施方式，其中，所述RF源包括RF放大器，所述RF放大器具有大于二十dB的增益。 

根据本实用新型的一个特定实施方式，其中，所述RF放大器具有大于约80％的效率。 

根据本实用新型的一个特定实施方式，其中，所述RF无电极等离子体照明组件包括：导电壳体，具有限定在所述导电壳体内部的空间体积，所述空间体积具有一内部区域和一外部区域；支撑本体，具有设置在或者部分地设置在所述导电壳体的空间体积的内部区域内的外表面区域以及覆盖所述支撑本体的外表面区域的导电材料；气体填充容器，具有透明或半透明的本体，所述透明或半透明的本体具有内表面和外表面以及形成在所述内表面内的空腔，所述气体填充容器包括第一端部区域和第二端部区 域以及限定在所述第一端部区域与所述第二端部区域之间的长度；第一探针，耦接至所述气体填充容器的第一端部区域，所述第一探针电耦接至所述导电材料；第二探针，耦接至所述气体填充容器的第二端部区域；以及RF源探针，在空间上设置于所述导电壳体的外部区域内并且处于离所述第一探针一预定距离的范围内；间隙，设置在所述RF源探针与所述第一探针之间；以及RF源，包括一输出，所述RF源的输出通过所述间隙和所述RF源探针感应性和/或电容性地耦接至所述第一探针。 

根据本实用新型的一个特定实施方式，其中，所述基座构件选自E14、E17、E26、E27、E39和E40或者任何其他爱迪生类型基座或大型基座。 

根据本实用新型的一个特定实施方式，其中，所述间隙包括介电材料。 

根据本实用新型的一个特定实施方式，其中，所述交流直流转换器包括切换转换器。 

根据本实用新型的一个特定实施方式，其中，所述交流直流转换器以大于约90％的效率工作。 

根据本实用新型的一个特定实施方式，其中，所述交流直流转换器能够转换至少400W的直流功率。 

根据本实用新型的一个特定实施方式，其中，所述基座构件包括至少一个散热器，以改进所述RF无电极等离子体灯装置的热耗散特性。 

根据本实用新型的一个替换实施方式提供了一种RF无电极等离子照明装置，包括：基座构件，所述基座构件具有能耦合至第一交流电势的外部区域和能耦合至第二交流电势的内部区域；RF模块，机械地且集成地耦合至所述基座构件，所述RF模块具有RF源，所述RF模块具有第一交流输入和第二交流输入，所述RF模块的第一交流输入耦合至所述第一交流电势并且所述RF模块的第二交流输入耦合至所述第二交流电势，所述 RF源具有一输出；RF无电极等离子体照明组件，集成地耦接至所述基座构件，所述RF无电极等离子体照明组件具有RF输入，所述RF输入耦合至所述RF源的输出。 

根据本实用新型的一个特定实施方式，其中，所述RF源能够输出从约10MHz至约20GHz范围内的信号。 

根据本实用新型的一个特定实施方式，其中，RF无电极等离子体照明装置进一步包括散热器构件，所述散热器构件操作性地耦接至所述RF模块，以在所述RF源的操作期间促进来自所述RF源的热能的传导。 

根据本实用新型的一个特定实施方式，其中，所述RF源包括RF放大器，所述RF放大器具有大于二十dB的增益。 

根据本实用新型的一个特定实施方式，其中，所述RF放大器具有大于约80％的效率。 

根据本实用新型的一个特定实施方式，其中，所述RF等离子体照明组件包括：导电壳体，具有限定在所述导电壳体内的空间体积，所述空间体积具有一内部区域和一外部区域；支撑本体，具有设置在或者部分地设置在所述导电壳体的空间体积的内部区域内的外表面区域以及覆盖所述支撑本体的外表面区域的导电材料；气体填充容器，具有透明或半透明的本体，所述透明或半透明的本体具有内表面和外表面以及形成在所述内表面内的空腔，所述气体填充容器包括第一端部区域和第二端部区域以及限定在所述第一端部区域与所述第二端部区域之间的长度；第一探针，耦接至所述气体填充容器的第一端部区域，所述第一探针电耦接至所述导电材料；第二探针，耦接至所述气体填充容器的第二端部区域；以及RF源探针，在空间上设置于所述导电壳体的外部区域内并且处于离所述第一探针一预定距离的范围内；间隙，设置在所述RF源探针与所述第一探针之间； 以及其中，包括一输出的RF源，所述RF源的输出通过所述间隙和所述RF源探针感应性地和/或电容性地耦接至所述第一探针。 

根据本实用新型的一个特定实施方式，其中，所述基座构件选自E14、E17、E26、E27、E39和E40或者任何其他爱迪生类型基座或大型基座。 

根据本实用新型的一个特定实施方式，其中，所述间隙包括介电材料。 

根据本实用新型的一个特定实施方式，其中，所述RF模块使用半导体器件，该半导体器件具有大于至少100V并且优选地大于200V的击穿电压并且能够以RF模块的RF频率工作。 

根据本实用新型的一个特定实施方式，其中，所述RF模块使用硅基晶体管或者晶闸管。 

根据本实用新型的一个特定实施方式，其中，所述RF模块使用碳化硅基晶体管或者晶闸管。 

根据本实用新型的一个特定实施方式，其中，所述RF模块使用氮化镓基晶体管或者晶闸管。 

根据本实用新型的一个特定实施方式，其中，RF模块使用砷化镓基晶体管或者晶闸管。 

在一个替换的特定实施方式中，本实用新型提供了一种RF无电极等离子体照明装置。该装置具有基座构件，该基座构件具有能够耦合至第一交流电势的外部区域和能够耦合至第二交流电势的内部区域。在一个优选实施方式中，该装置具有机械地且集成地耦接至基座构件的RF模块。RF模块具有RF源，RF源具有一输出端。RF模块具有第一交流输入和第二交流输入。RF模块的第一交流输入耦接至第一交流电势并且RF模块的第二交流输入耦接至第二交流电势。在一个特定实施方式中，本装置具有集 成地耦接至基座构件的RF无电极等离子体照明组件。RF无电极等离子体照明组件具有RF输入，该RF输入耦接至RF源的输出。 

利用本实用新型获得了优于现有技术的益处。在一个特定实施方式中，本实用新型提供了一种具有输入耦合元件、输出耦合元件和反馈耦合元件的构造的方法和装置，上述这些耦合元件提供电磁耦合至灯泡，该灯泡的功率传输和频率谐振以适当的外形格局(form factor)来表征。在一个优选实施方式中，本实用新型提供了一种具有可制造性和设计灵活性提高的布置方式的方法和构造。其他实施方式可包括以互补方式与现有耦合元件构造一起起作用的输出耦合元件和灯泡的集成组件以及用于常规照明应用场合以对爱迪生插座和大型插座进行更换的相关方法。在一个特定实施方式中，本方法和由此得到的结构对于用于商业应用场合的制造是相对简单且成本低廉的，并且易于在最小程度地改变或者不改变现有固定物的情况下安装至现有固定物和插座中。根据实施方式，可实现这些益处中的一个或多个。本说明书的通篇中且特别是在下文中会对这些及其他益处进行描述。 

本实用新型实现了这些益处以及已知加工技术背景下的其他益处。但是，通过参照本说明书后面的部分和附图，可实现对本实用新型的性质和优点的进一步理解。 

附图说明

通过考虑以下对优选实施方式的描述，并结合在此提供的附图进行阅读，将获得对本实用新型及其优点的更全面的理解。在附图和描述中，用标号标示本实用新型的各种特征，并且在所有附图和描述中同样的标号表示同样的特征。 

图1A是根据本实用新型实施方式的集成基座无电极等离子体灯的简化透视图； 

图1B是根据本实用新型实施方式的集成基座无电极等离子体灯的简化横截面透视图； 

图2是根据本实用新型实施方式的集成有交流直流转换器的集成基座无电极等离子体灯的简化透视图； 

图3是根据本实用新型实施方式的没有集成交流直流转换器的集成基座无电极等离子体灯的简化透视图； 

图4是根据本实用新型实施方式的利用交流直流转换器将功率传输至基座组件内的RF源的方法的简化框图； 

图5是根据本实用新型实施方式的在灯泡内从由RF源提供的RF能量产生等离子体的方法的简化框图； 

图6是根据本实用新型实施方式的谐振以产生等离子体的灯泡的简化侧视图； 

图7是一集成基座无电极等离子体灯的简化侧视图，该灯包括填充有空气的灯本体并且使用围绕输入耦合元件的电介质层来防止形成电弧，RF源通过交流直流转换器以两个直流电势输入供电； 

图8是替换的集成基座无电极等离子体灯的简化侧视图，该灯包括填充有空气的灯本体并且使用围绕输入耦合元件的电介质层来防止形成电弧，RF源直接通过两个交流电势输入供电； 

图9是根据本实用新型实施方式的替换的集成基座无电极等离子体灯的简化视图，其中灯本体的下部部分地填充有电介质，RF源通过交流直流转换器以两个直流电势输入供电；以及 

图10是根据本实用新型实施方式的替换的集成基座无电极等离子体灯的简化视图，其中灯本体的下部部分地填充有电介质，RF源直接通过两个交流电势输入供电。 

具体实施方式

根据本实用新型，提供了总体上用于照明的技术。更具体地，本实用新型提供了一种使用具有多个基座构造的其中之一的无电极等离子体照明装置的方法和装置。仅以实例的方式，这样的构造可以至少包括爱迪生基座或大型基座，但可以是其他基座。 

图1A是集成有基座的无电极等离子体灯的简化透视图。该集成有基座的灯包括机械地且集成地与下面描述的各种等离子体灯组件相耦接的基座340。基座构件340可以是任何适当的尺寸和形状以安装至一插座350内，插座350包括但不限于安迪生基座。更具体地，基座构件340可以是但不限于E14、E17、E26、E27、E39和E40，或者任何其他爱迪生类型基座或大型基座。该基座340提供两个电输入以产生电路，并且允许为灯设备供电。该基座340电耦接至用于产生RF信号的RF源320(参见图1B)，RF信号驱动灯装置使其达到其谐振频率，随后在灯泡内产生发射电磁辐射的等离子体。RF源320可以是分布式振荡器回路或者是与一个或多个放大级(amplifier stage)一起的独立振荡器。在一些情形下，可将反射体370作为集成等离子体灯组件的一部分来结合。 

通过利用集成有基座的无电极等离子体灯产生了许多优点。第一，装置的紧凑设计使得更易于以更大体积和更低成本来进行制造。此外，无电极等离子体灯具有比典型白炽灯泡显著更高的效能，同时产生更高的发光强度。另外，集成等离子体灯组件可以安装至现有固定物和灯插座内，且对现有固定物仅进行非常小的改变或者根本没有改变。最后，集成有基座的无电极等离子体灯具有比典型白炽灯泡更长的寿命。 

图1B是集成有大型/爱迪生基座的无电极等离子体灯的简化横截面透视图。灯泡330附接至谐振器/波导310的输出耦合元件。RF源/驱动器320和交流直流转换器360集成在灯的基座340中。在一些情形中，需要将谐振器/波导组件310与RF源320热隔离。在此情形中，灯还包含一集成反射体370。在其他实施方式中，基座340可以仅包括RF源/驱动器320，其中交流直流转换器360在集成灯组件的外部。集成等离子体灯集成有标准大型/爱迪生基座340，以使其装配到现有插座中。这使得将该无电极等离子体灯集成至现有固定物中显著简化且降低其成本。 

图2示出了集成有结合了交流直流转换器360的基座340的无电极等离子体灯的简化透视图。基座构件340包围整个RF模块220和灯本体600。基座构件340包括能够耦合至第一交流电势的外部区域和能够耦合至第二交流电势的内部区域。本实用新型提供的装置还可以包括耦接至基座构件340的导电(conductive，传导性)壳体。这样的导电壳体用于将第一交流电势和第二交流电势有效地传导至基座构件。该壳体还可以用于有效地使热能耗散而远离基座构件340。 

交流直流转换器360集成在基座构件340内，并且具有第一交流接触区域和第二交流接触区域。在图4的简化框图中示出了对插座350基座内RF源供电的方法。将第一交流接触区域电耦合至第一交流电势，同时将第二交流接触区域电耦合至第二交流电势。交流直流转换器包括第一直流电势输出端和第二直流电势输出端。交流直流转换器包括切换转换器和变压器，并且能够以约90％的效率水平转换50至100W之间的功率。 

RF模块包括两个输入，第一输入电耦接至第一直流电势输出，并且第二输入电耦接至第二直流电势输出。RF模块包括通过第一直流电势和第二直流电势供电的RF源。RF源具有耦接至灯本体的RF输入耦合元件的输出，其进而用于驱动整个组件在对应谐振频率下谐振。RF源可以是在约10MHz至20GHz之间的频率。如前面提到的，RF模块还包括RF放大器，该放大器具有至少20dB的增益和至少75％(但优选地更高)的 效率。集成基座无电极等离子体灯还可以包括耦接至RF源的散热器。该散热器用于使由RF源产生的热能耗散而远离RF源。可替换地，散热器可以耦接至基座构件以允许从散热器至基座构件的耗散。将散热器结合于装置内确保了RF源不会由于热能的累积而失效，由此导致装置性能的改进。 

本实用新型采用了灯本体600，灯本体的外表面601是导电的并且连接至第二直流输入。图2仅是一个实例，在此该图不应不适当地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员将认识到其他变型、修改、以及替换。图5示出了用于在灯泡内从由RF源提供的RF能量产生等离子体的方法的简化框图。尽管示出了圆柱形灯本体，但是可以使用矩形或其他形状。通过应用导电饰面或通过选择导电材料，可以实现此导电。导电饰面的一个实例实施方式是银粉漆，或者可替换地，灯本体可以由导电材料(诸如铝)的薄片制成。集成灯泡/输出耦合元件组件100通过开口610被灯本体600紧密地接收。灯泡/输出耦合元件组件100包含灯泡130，该灯泡是最终产生发光输出的气体填充容器。 

在组件100的底部处，输出耦合元件120耦接至第二直流输入从而达到波导本体600及其导电表面601。来自灯泡的发光输出被外部反射体670聚集并引导，外部反射体是导电的或者其由具有导电背衬的介电材料制成，并且其附接至本体600并与本体电接触。灯设备包括被示出为抛物线形状的反射体670，其中灯泡130靠近其焦点定位。本领域的普通技术人员将认识到，可以设计广泛种类的可能反射体形状，以满足光束方向和照明需求。在一个特定实施方式中，这些形状可以是锥形的、凸的、凹的、梯形的、金字塔形的、或者这些形状的任意组合等。 

由独立的振荡器205驱动灯，该独立的振荡器与RF放大器210的RF放大器输出端211导电地连接。RF放大器输出端212与输入耦合元件630导电地连接，输入耦合元件将RF功率传递至灯/输出耦合元件组件100。输入耦合元件630与灯泡/输出耦合元件组件100中的输出耦合元件之间的 耦合的谐振特征是与RF源频率配合，以优化RF功率传递。当然，可以有其他变型、修改以及替换。 

灯泡/输出耦合元件组件包括实心金属(金属柱)120，其在顶部凹入以接收气体填充容器130。该耦合元件的另一端在表面101处接地而到达灯本体。金属柱的顶部由金属环包围。介电材料或者难熔金属(诸如钼)的薄层可用作灯泡与金属柱之间的界面。替换地，金属柱的顶部或者全部金属柱可由难熔金属制成，并且其外表面覆盖有具有高导电性的金属层(诸如银或铜)。金属柱还可以是内部中空的。此图仅是一个实例，在此该图不应不适当地限制权利要求的范围。等离子体灯装置的实例在以Espiau、Frederick M、Brockett、Timothy J.、以及Matloubian、Mehran的名义在2008年6月25日提交的以美国序列号No.61/075,735所列出的“Electrodeless Lamps with Externally-Grounded Probes and Improved Bulb Assemblies”中进行描述，其被共同转让，并且其内容通过引证结合于此。其他实例包括美国专利No.7,362,056，以及除此以外的其他实例，它们被转让给加利福尼亚州桑尼维尔的Luxim公司。本领域的普通技术人员将认识到其他变型、修改以及替换。 

本实用新型的一个显著优点是，输入耦合元件630和灯泡/输出耦合元件组件100分别在与本体600的外表面重合的平面631和101处连接至第二直流输入。这消除了对它们插入灯本体内的深度进行微调的需求，以及消除了对它们之间的RF耦合对于该深度的任何灵敏度进行微调的需求，简化了灯的制造并且提高了灯亮度产生的一致性。 

在图3所示的本实用新型的替换实施方式中，提供了一种集成基座的无电极等离子体灯装置。该装置不同于图2中的装置，不同在于没有使用交流直流转换器来产生用于RF源的直流功率，而是替代地，将RF模块220直接地耦合至基座构件的交流电势输入。如前面的实施方式，该装置包括一基座构件，其具有耦合至第一交流电势的外部区域和耦合至第二交流电势的内部区域。该基座构件可以是E14、E17、E26、E27、E39和E40， 或者任何其他爱迪生类型基座或大型基座。本实用新型提供的装置还可以包括耦接至基座构件的导电壳体。这样的导电壳体用于将第一交流电势和第二交流电势有效地传导至基座构件。该壳体还可以用于更加有效地耗散热能而使其远离基座构件。 

RF模块包括RF源。RF模块可以包括RF放大器，该RF放大器具有至少20dB的增益和至少75％(但优选地更高)的效率等级。与前面的实施方式不同，RF源直接地耦接至第一交流电势输入和第二交流电势输入，以便适当地为RF源供以电力。散热器可以与RF电源结合，以有效地耗散由RF电源产生的热能，而使热量远离RF电源。进而，RF电源输出从约10MHz至20GHz范围的RF信号。RF模块耦接至灯的RF输入耦合元件，其中由RF源产生的输出信号被用来使整个RF等离子体灯装置在其谐振频率下谐振，由此在灯泡内产生等离子体并且随后产生发光输出。 

灯泡包括气体填充容器，该气体填充容器由诸如石英或其他透明或半透明材料的合适材料制成。该气体填充容器填充有惰性气体(诸如氩气)和荧光体或发光体(诸如汞、钠、镝、硫磺或者金属卤化盐(诸如三溴化铟、溴化钪、或碘化铯))，或者该气体填充容器可以同时包含多种荧光体或者发光体。根据一个特定实施方式，气体填充容器还可以包括金属卤化物，或者其他将释放电磁辐射的金属品(metal piece)。当然，可以有其他变型、修改、以及替换。 

在本实用新型的一个替换实施方式中，RF模块由用作RF源的半导体装置构成。该半导体装置具有至少大于100V并且优选地大于200V的击穿电压。该半导体装置可以是硅基晶体管或者晶闸管。可替换地，该半导体装置可以是碳化硅基晶体管或者晶闸管、氮化镓基晶体管或者晶闸管、或者砷化镓基晶体管或者晶闸管。通过在RF模块中使用这样的半导体装置，进一步减小等离子体灯照明装置的整体尺寸。 

在本实用新型的一个可替换实施方式中，使用外部交流直流转换器来将直流输入提供至插座，并且通过该插座到达集成等离子体灯的基座。直流输入将提供功率至RF模块，RF模块随之提供RF功率至谐振器/波导的输入以点亮灯泡。 

图6示出了本实用新型的灯泡的简化横截面图。在一个特定实施方式中，气体填充容器由诸如石英或其他透明或半透明材料的合适的材料制成。该气体填充容器填充有惰性气体(诸如氩气)以及荧光体或发光体(诸如汞、钠、镝、硫磺或者金属卤化盐(诸如三溴化铟、溴化钪、或碘化铯))，或者该气体填充容器可以同时包含多种荧光体或者发光体。根据一个特定实施方式，气体填充容器还可以包括金属卤化物，或者其他将释放电磁辐射的金属品。当然，可以有其他变型、修改以及替换。 

图7和图8示出了替换的无电极灯设计的侧切图，其采用灯本体/金属外壳，并被示出为使用交流直流转换器360和没有使用交流直流转换器360。此图仅是一个实例，在此该图不应不适当地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员将认识到其他变型、修改以及替换。灯本体638的内部基本上是中空的。使用诸如特氟纶的电介质层605来围绕输入耦合元件630以防止形成电弧。输入耦合元件631的端部连接至灯本体，灯本体连接至第二电势输入，该第二电势输入为交流或直流的，这取决于实施方式。灯组件也在平面101和102处连接至第二电势输入。灯组件110的位于灯本体600内部的下部区段没有覆盖有任何金属。这允许RF能量从输入耦合元件630耦合至输出耦合元件120。对灯泡的耦合与阻抗配合取决于这两个耦合元件之间的间隔(separation)及其尺寸(包括长度和直径)。灯本体和灯组件的谐振频率强烈地取决于输出耦合元件的长度以及输出耦合元件与灯本体650的顶部之间的间隔，而较少取决于圆柱形灯本体的直径。 

图9和图10示出了替换的集成灯插座设计的简化侧视图，其中灯本体的下部分部分地填充有介电材料，并通过交流或者直流电势输入供电。 此图仅是一个实例，在此该图不应不适当地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员将认识到其他变型、修改以及替换。此设计类似于图7和图8中的设计，除了灯本体600在灯本体的下部分中部分地填充有电介质602。在一个替换设计中，灯本体600部分地填充有电介质，只是电介质层是围绕灯组件的输出耦合元件的圆柱形。还可能是，灯本体完全地填充有电介质。 

尽管以上是对特定实施方式的全面描述，但可采用各种变型、替换结构和等同物。因此，以上描述和说明不应该认为是限制本实用新型的范围，本实用新型的范围由所附权利要求限定。 

Claims (25)

1.一种RF无电极等离子体照明装置，其特征在于，包括：

基座构件，所述基座构件具有能耦合至第一交流电势的外部区域和能耦合至第二交流电势的内部区域；

交流直流转换器，机械地且集成地耦接至所述基座构件，所述交流直流转换器具有第一交流接触区域和第二交流接触区域，所述第一交流接触区域电耦合至所述第一电势并且所述第二交流接触区域耦合至所述第二电势，所述交流直流转换器具有第一直流输出和第二直流输出；

RF模块，机械地且集成地耦接至所述基座构件，所述RF模块具有RF源，所述RF模块具有第一直流输入端和第二直流输入，所述RF模块的第一直流输入耦合至所述交流直流转换器的第一直流输出，并且所述RF模块的第二直流输入耦合至所述交流直流转换器的第二直流输出，所述RF源具有一输出；以及

RF无电极等离子体照明组件，集成地耦接至所述基座构件，所述RF无电极等离子体照明组件具有一RF输入，所述RF输入耦合至所述RF源的输出。

2.根据权利要求1所述的RF无电极等离子体照明装置，其特征在于，所述RF源能输出从约10MHz至约20GHz范围内的信号。

3.根据权利要求1所述的RF无电极等离子体照明装置，其特征在于，进一步包括散热器构件，所述散热器构件操作性地耦接至所述RF模块，以在所述RF源的操作期间促进来自所述RF源的热能的传导。

4.根据权利要求1所述的RF无电极等离子体照明装置，其特征在于，所述RF源包括RF放大器，所述RF放大器具有大于二十dB的增益。

5.根据权利要求4所述的RF无电极等离子体照明装置，其特征在于，所述RF放大器具有大于约80％的效率。

6.根据权利要求1所述的RF无电极等离子体照明装置，其特征在于，所述RF无电极等离子体照明组件包括：

导电壳体，具有限定在所述导电壳体内部的空间体积，所述空间体积具有一内部区域和一外部区域；

支撑本体，具有设置在或者部分地设置在所述导电壳体的空间体积的内部区域内的外表面区域以及覆盖所述支撑本体的外表面区域的导电材料；

气体填充容器，具有透明或半透明的本体，所述透明或半透明的本体具有内表面和外表面以及形成在所述内表面内的空腔，所述气体填充容器包括第一端部区域和第二端部区域以及限定在所述第一端部区域与所述第二端部区域之间的长度；

第一探针，耦接至所述气体填充容器的第一端部区域，所述第一探针电耦接至所述导电材料；

第二探针，耦接至所述气体填充容器的第二端部区域；以及

RF源探针，在空间上设置于所述导电壳体的外部区域内并且处于离所述第一探针一预定距离的范围内；

间隙，设置在所述RF源探针与所述第一探针之间；以及

RF源，包括一输出，所述RF源的输出通过所述间隙和所述RF源探针感应性和/或电容性地耦接至所述第一探针。

7.根据权利要求1所述的RF无电极等离子体照明装置，其特征在于，所述基座构件选自E14、E17、E26、E27、E39和E40或者任何其他爱迪生类型基座或大型基座。

8.根据权利要求1所述的RF无电极等离子体照明装置，其特征在于，所述间隙包括介电材料。

9.根据权利要求1所述的RF无电极等离子体照明装置，其特征在于，所述交流直流转换器包括切换转换器。

10.根据权利要求1所述的RF无电极等离子体照明装置，其特征在于，所述交流直流转换器以大于约90％的效率工作。

11.根据权利要求1所述的RF无电极等离子体照明装置，其特征在于，所述交流直流转换器能够转换至少400W的直流功率。

12.根据权利要求1所述的RF无电极等离子体照明装置，其特征在于，所述基座构件包括至少一个散热器，以改进所述RF无电极等离子体灯装置的热耗散特性。

13.一种RF无电极等离子体照明装置，其特征在于，包括：

基座构件，所述基座构件具有能耦合至第一交流电势的外部区域和能耦合至第二交流电势的内部区域；

RF模块，机械地且集成地耦合至所述基座构件，所述RF模块具有RF源，所述RF模块具有第一交流输入和第二交流输入，所述RF模块的第一交流输入耦合至所述第一交流电势并且所述RF模块的第二交流输入耦合至所述第二交流电势，所述RF源具有一输出；

RF无电极等离子体照明组件，集成地耦接至所述基座构件，所述RF无电极等离子体照明组件具有RF输入，所述RF输入耦合至所述RF源的输出。

14.根据权利要求13所述的RF无电极等离子体照明装置，其特征在于，所述RF源能够输出从约10MHz至约20GHz范围内的信号。

15.根据权利要求13所述的RF无电极等离子体照明装置，其特征在于，进一步包括散热器构件，所述散热器构件操作性地耦接至所述RF模块，以在所述RF源的操作期间促进来自所述RF源的热能的传导。

16.根据权利要求13所述的RF无电极等离子体照明装置，其特征在于，所述RF源包括RF放大器，所述RF放大器具有大于二十dB的增益。

17.根据权利要求13所述的RF无电极等离子体照明装置，其特征在于，所述RF放大器具有大于约80％的效率。

18.根据权利要求13所述的RF无电极等离子体照明装置，其特征在于，所述RF等离子体照明组件包括：

导电壳体，具有限定在所述导电壳体内的空间体积，所述空间体积具有一内部区域和一外部区域；

支撑本体，具有设置在或者部分地设置在所述导电壳体的空间体积的内部区域内的外表面区域以及覆盖所述支撑本体的外表面区域的导电材料；

气体填充容器，具有透明或半透明的本体，所述透明或半透明的本体具有内表面和外表面以及形成在所述内表面内的空腔，所述气体填充容器包括第一端部区域和第二端部区域以及限定在所述第一端部区域与所述第二端部区域之间的长度；

第一探针，耦接至所述气体填充容器的第一端部区域，所述第一探针电耦接至所述导电材料；

第二探针，耦接至所述气体填充容器的第二端部区域；以及

RF源探针，在空间上设置于所述导电壳体的外部区域内并且处于离所述第一探针一预定距离的范围内；

间隙，设置在所述RF源探针与所述第一探针之间；以及

其中，包括一输出的RF源，所述RF源的输出通过所述间隙和所述RF源探针感应性地和/或电容性地耦接至所述第一探针。

19.根据权利要求13所述的RF无电极等离子体照明装置，其特征在于，所述基座构件选自E14、E17、E26、E27、E39和E40或者任何其他爱迪生类型基座或大型基座。

20.根据权利要求13所述的RF无电极等离子体照明装置，其特征在于，所述间隙包括介电材料。

21.根据权利要求13所述的RF无电极等离子体照明装置，其特征在于，所述RF模块使用半导体器件，该半导体器件具有大于至少100V并且优选地大于200V的击穿电压并且能够以RF模块的RF频率工作。

22.根据权利要求21所述的RF无电极等离子体照明装置，其特征在于，所述RF模块使用硅基晶体管或者晶闸管。

23.根据权利要求21所述的RF无电极等离子体照明装置，其特征在于，所述RF模块使用碳化硅基晶体管或者晶闸管。

24.根据权利要求21所述的RF无电极等离子体照明装置，其特征在于，所述RF模块使用氮化镓基晶体管或者晶闸管。

25.根据权利要求21所述的RF无电极等离子体照明装置，其特征在于，所述RF模块使用砷化镓基晶体管或者晶闸管。

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