CN2234035Y - 交流电与电池两用荧光灯 - Google Patents

Abstract

一种可由电池供电，也可由交流电供电并同时给电池作定电压充电的荧光灯，包括稳压电源，电池组、荧光台灯、机壳等。稳压电源输出电压稍低于D5～D7稳压值且串D9后与1号电池组DC并联以使两种供电状态自动转换而免去人工操作、交流供电时同时给电池作定电压充电以延长电池寿命，Q4通过R10对输出电流取样并放大以免稳压电源过载；荧光灯变换器YH采用高频的自激型单管间歇振荡器，Q3截止期间，N3产生直流脉冲电启动并燃点荧光灯管YG，N4加热YG正极端灯丝以避免两端亮度相差悬殊，灯开关K2开关电源并调节N2匝数以作两挡调光。

Description

交流电与电池两用荧光灯

本实用新型涉及电光源照明技术。

鉴于电网停电、移动照明等情况，需要交直流两用的电光源照明灯具，荧光灯的电光转换率数倍于白炽灯故优选采用，涉及此技术的专利和专利申请有《一种交直流可充电电子日光台灯》(申请号89200898.9)、《交直流两用荧光灯》(申请号93201826.2)等，均有缺点一一荧光灯管是呈负阻特性的离子器件，采用推挽型变换器供电显然是不合适的，采用单管变换器的电路也不完善，使用继电器或开关作交直流供电状态自动转换或人工转换是不必要的，整流电源过于简单、不能稳压输出等；配用电池的交直流两用荧光灯有很多优点，故本人于94年1月1日申请了题为《交流电与电池两用荧光灯》的专利(申请号94200319.5)，其性能不尽完美，还需改进。

本实用新型的目的是，提供一种技术性能、实用性更好的交流电与电池两用荧光灯，要求有调光功能，在电池电压大幅度下降时应能启动和运行，其工作电流的下降幅度要小于电池电压的下降幅度，电路设计要考虑工厂的批量生产。

附图1是交流电与电池两用荧光灯的电路图，包括稳压电源、电池组DC、荧光台灯等，稳压电源包括电源插头、电源线、电源变压器B1及串联在其初级的交流熔断器RD1和交流开关K1、桥式整流器D1～D4、滤波电解电容器C1、线性工作的串联式稳压电源电路并顺序联结，后者包括串联在整流器输出端与负载即DC和荧光台灯之间的电压调整管Q2及其与之级联的电流放大管Q1等，Q1基极从R1、D5～D7组成的二极管稳压电路取得稳定电压，输出电压等于此稳定电压值减去Q1、Q2的发射结电压降，发光二极管D8作交流电指示，R2限流，隔离二极管D9阻断DC流向稳压电源的电流，DC采用1号普通锌锰电池或相同尺寸的高能/大容量电池，RD2作交直流过流保护；DC若配用高能/大容量电池，因其内阻远小于普通锌锰电池，充电时充电电流可能很大而使稳压电源超载(若同时使用荧光灯则超载更为严重)而损坏，为此增设输出电流取样放大管Q4，其集电极接Q1基极，其基极串保护电阻R9后通过R10对输出电流取样，当输出电流达到设定值以上时，Q4导通，Q1、Q2的基极电流减小，输出电压下降，从而将输出电流钳制在设定值附近；荧光台灯包括灯开关即双刀三掷开关K2＝K21＋K22、虚线方框内的荧光灯变换器YH、荧光灯管YG及其管座、灯罩、金属软梗，YH采用高频率的变压器反馈、振荡管基极RC定时的并联式自激型单管间歇振荡器，C2作高低频滤波，振荡管Q3用NPN管，振荡变压器B2采用铁氧体磁芯，共有四个绕组，初级绕组N1与正反馈绕组N2分别接在Q3的集电极回路与基极回路，荧光灯管绕组N3接至荧光灯管YG的两端灯丝，灯丝绕组N4接至YG的一端灯丝，其中N1、N4、N3顺序串联即连续同向绕制、抽头两个，N2有一个抽头供两档调光之用，开灯即灯开关K2由关灯位置1掷向大亮度位置2或小亮度位置3后，K21将电源接通，Q3由偏流电阻R3等启动并由于N2与N1间的正反馈而产生间歇振荡，其导通期、截止期、周期主要由定时电容C3、定时电阻R6及N2/N1匝数比决定，在Q3截止期间，B2将其在Q3导通期间存贮的能量变换给YG，即N3感应出直流脉冲电压(极性是下正上负)并馈给YG，启动并燃点之，同时N2回路电流通过D10、R6给C3充电，D10压降构成Q3的反偏压而维持其截止状态，当K22在位置2时，N2全部接入、匝数较多，Q3的集电极电流的蜂值和有效值(后者即电源供给电流，也即YH的工作电流)均较大，导通期、截止期、周期均较长，频率较低，灯功率和灯亮度较大，当K22在位置3时，N2只用一部分、匝数较少，Q3的集电极电流的蜂值和有效值均较小，周期较短，频率较高，灯功率和灯亮度较小，K2的位置排列顺序为关灯、大亮度、小亮度，使用小亮度时，可方便的先用大亮度启动、然后转为小亮度运行，这样启动较快、灯管触发较充分，此点在低气温时很有意义；荧光台灯的金属软梗接电源正极；工厂批量生产时，为适应元器件的离散度，通过对R3～R5与R7、R8的取舍而分别使小亮度与大亮度运行的工作电流/灯功率达到额定值，通过搭配D6、D7的不同参数的用管而使稳压电源的输出电压值达到额定值。

附图2是本实用新型的一种机壳的示意图，机壳由机身、前盖板、后盖板组成，其中机身和前盖板用塑料注塑而成，前后盖板盖合后机壳为六面体，其内空间由内隔板隔成前室和后室并各有一块盖板——所述的方位均是对使用者而言，机身顶面的外表面有一个左右走向的提手1且位于内隔板的上方，机身底面的外表面的左部和右部各有一条前后走向的立脚2，机身的顶面及提手1、右面、底面及立脚2、左面、内隔板在注塑时一次成型且连成一体；顶面外表面的被提手1隔成的前部，从左至右的布局是，露出灯丝开关K3手柄的孔，露出灯开关K2手柄的孔，安装荧光台灯的金属软梗3并有相应的园孔，露出发光二极管D8头部的孔，安装交流开关K1并有相应的孔；上述的后室装纳电池且竖直排列，上下两端装置电池簧夹并有相应的槽口，前室装纳电子零部件，其中电源变压器B1和交流熔断器RD1靠右安装在内隔板的表面并有相应的固定台和夹持台，交流开关K1安装在顶面右部，其他元器件组装在印刷电路板上，印刷电路板安装在内隔板表面并与之平行且有相应的固定台，前室的底面、左右面的上部均有槽孔以作通风。

本实用新型的优点：不用蓄电池而用电池，具有电池易购且价廉、少污染、少维护、电源变压器较小、稳压电源较简、产品的体积较小和重量较轻及成本和售价较低等优点；只用一个隔离二极管D9就实现了交直流供电状态的自动转换，既省去了转换开关或继电器，又能使电池得到及时的充电，且使用时操作简捷；稳压电源对电池的定电压充电，可使电池充电至最佳终电压值而不致于过充电(包括电池发热)和欠充电，可亟大的延长电池的寿命即大幅度的降低用户的电池更新费用；设置输出电流取样放大级Q4等，可防止因配用高能/大容量电池导致的充电电流过大等原因造成稳压电源过载而损坏；荧光灯变换器采用间歇振荡器因而输出蜂压高、对荧光灯管的触发功率大、启动性能好，即使灯管两端灯丝均告断裂，仍然可以启动和运行，延长了灯管的寿命；实现了两档调光，兼顾了灯亮度和电池寿命两种需求；直流电流运行的荧光灯管，正极端灯丝的温度比负极端较低，低气温运行时可能发生两端亮度相差悬殊的弊病，附图1中用N4对YG正极端灯丝通电加热可避免之，灯光稳定后或气温较高时用灯丝开关即按键式单刀双掷开关K3切除并将该灯丝两引出脚并联，以消除其消极影响；电路设计考虑了工厂的批量生产并据此设计印刷电路板，为专利实施厂直接投产创造了条件。

附图1中YG若采用6W直型荧光灯管(国产为Y26型)，其全额运行的光通量作台灯用绰绰有余，其半额运行的光通量也大于用8W或4W直型荧光灯管，其电光转换率最高、效果最佳，DC用8节1号电池串联而成，按附图1和上述两点装制的样机与1号普通锌锰电池配合使用的情况见表1、表2。

表1(小亮度运行)

№	运行时间，小时	开灯	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	注
									1	工作电流，mA	301	286	271	271	261	250	气温15℃4天后进行№2
电池电压，V	10.2	9	8.55	8.2	7.85	7.5
							2	工作电流，mA		306	294	290	278	250	242	开始前预充电气温20℃。结束后充电14小时进行№3
电池电压，V	11.7	9.9	9.25	8.8	8	7.6
								3	工作电流，mA	301	301	294	285	267	220		气温19℃。
电池电压，V	11.9	9.6	9.1	8.55	7.75	7.3

表2(大亮度运行)

№	运行时间，小时	开灯	0.5	1.0	1.5	注
							1	工作电流，MA	590	550	530	475	气温18.5℃。结束后充电2小时进行№2
电池电压，V	9.9	7.9	7.2	6.4
					2	工作电流，MA		600	540	490	420	气温19℃。结束后充电2小时进行№3
电池电压，V	10.9	8.1	7	6
						3	工作电流，MA	650	553	500	400		气温18.5℃
电池电压，V	11	8.15	6.7	5.75

表中数据表明，电池电压大幅度下降时，YH的工作电流下降幅度较小，即灯功率下降较少，此点很有实用意义，假设YH工作电流也随电池电压而大幅度下降，则灯功率和灯亮度将更大幅度的下降，甚至用户难以接受的程度。电池电压降至6—7V时，荧光灯仍然可以启动和运行。曾作过月余的使用电池的小亮度运行试验，每天一次、连续使用3—4小时，平均电流200MA(此时的亮度仍然可以看书写字)，用后充电(充电时间可少于放电时间)，累计使用时间达一百小时以上，累计容量达20安时以上，虽然人们对电池充电的效果及其机理尚有争议，但上述试验结果是真实的，并观察到电池锌皮的腐蚀过程明显延长，据此推断，在电池充电过程中，存在着锌皮被腐蚀而形成的氯化锌被电解还原成锌而返回锌皮的逆向电化学反应，这就大大提高了电池的主要有效物质——锌皮的利用率，亟大的提高了电池的使用价值，大幅度地降低了用户的电池消费(按目前市价计，为每小时五分钱以下)，从而大大的提高了本实用新型的实用性。

Claims (3)

1、交流电与电池两用荧光灯，一种可由电池供电、也可由交流电供电并同时给电池作定电压充电的荧光灯，包括稳压电源、电池组(DC)、荧光台灯、机壳等，所述的稳压电源包括电源插头、电源线、电源变压器(B1)及串联在其初级的熔断器(RD1)和交流开关(K1)、整流器(D1～D4)、滤波电解电容器(C1)、线性工作的串联式稳压电源电路并顺序联结，所述的线性工作的串联式稳压电源电路包括串联在整流器(D1～D4)输出端与电池组(DC)间的电压调整管(Q2)及其与之级联的电流放大管(Q1)等，电流放大管(Q1)的基极从并联在整流器(D1～D4)输出端的一个电阻(R1)、一个正向导通的二极管(D5)、处于反向击穿状态的稳压二极管组成的二极管稳压电路取得稳定电压，稳压电源输出端除并联有电阻、发光二极管各一个(R2、D8)的串联支路外，还串联一个对于输出电流正向导通的隔离二极管(D9)后与所述的电池组(DC)相并联，电池组(DC)采用1号普通锌锰电池或相同尺寸的高能电池或称大容量电池，所述的荧光台灯包括灯开关、荧光灯变换器(YH)、荧光灯管(YG)及其管座、灯罩、金属软梗，所述的荧光灯变换器(YH)采用高频率的变压器反馈、振荡管(Q3)基极RC定时的并联式自激型单管间歇振荡器，其振荡管(Q3)采用NPN型三极管，其振荡变压器(B2)采用铁氧体磁芯，其电源正负极间并联电解电容器(C2)，所述的电池组(DC)与荧光灯变换器(YH)之间，串接有熔断器(RD2)和灯开关(K21)，本实用新型的特征在于——

所述的二极管稳压电路中的处于反向击穿状态的稳压二极管由两个稳压二极管(D6、D7)串联而成；

设置输出电流取样放大管(Q4)，其集电极接至所述的电流放大管(Q1)基极，其基极串保护电阻(R9)后通过串联在稳压电源输出端的一个电阻(R10)对输出电流取样；

所述的荧光灯变换器(YH)的电路是——所述的振荡变压器(B2)共有四个绕组，初级绕组(N1)与正反馈绕组(N2)分别接在所述的振荡管(Q3)的集电极回路与基极回路，荧光灯管绕组(N3)接至荧光灯管(YG)的两端灯丝，灯丝绕组(N4)串灯丝开关(K3)后接至荧光灯管(YG)的一端灯丝，其中初级绕组(N1)、灯丝绕组(N4)、荧光灯管绕组(N3)顺序串联即连续同向绕制、抽头两个，正反馈绕组(N2)有一个抽头，荧光灯管(YG)的未接灯丝绕组(N4)的一端灯丝的两个引出脚并联使用，所述的荧光台灯的金属软梗接电源正极，所述的振荡管(Q3)，其发射极接电源负极，其基极与电源正极间接有由三个电阻串联而成的偏流电阻(R3～R5)，其基极与发射极间反并联二极管(D10)和定时电容(C3)、定时电阻(R6)、正反馈绕组(N2)三者的串联电路，所述的灯开关采用双刀三掷开关(K2)兼任电源开关(K21)和两档调光(K22)，其位置排列顺序为关灯、大亮度、小亮度，其中大亮度位置或小亮度位置用开关(K22)分别接通正反馈绕组(N2)的全部或一部份，其中匝数较多者还串有两个电阻(R7、R8)，所述的灯丝开关(K3)采用按键式单刀双掷开关，其两个位置分别是，将所述的灯丝绕组(N4)接通荧光灯管(YG)的一端灯丝的两个引出脚，或将两个引出脚并联。

2、根据权利要求1所述的交流电与电池两用荧光灯，其特征在于——所述的电池组(DC)采用8节1号电池串联而成，所述的荧光灯管(YG)采用6W直型荧光灯管。

3、根据权利要求1或权利要求2所述的交流电与电池两用荧光灯，其特征在于——所述的机壳由机身、前盖板、后盖板组成，其中机身和前盖板用塑料注塑而成，前后盖板盖合后机壳为六面体，其内空间由内隔板隔成前室和后室并各有一块盖板——所述的方位均是对使用者而言，机身顶面的外表面有一个左右走向的提手(1)且位于内隔板的上方，机身底面的外表面的左部和右部各有一条前后走向的立脚(2)，机身的顶面及提手(1)、右面、底面及立脚(2)、左面、内隔板在注塑时一次成型且连成一体；顶面外表面的被提手(1)隔成的前部，从左至右的布局是，露出灯丝开关(K3)与灯开关(K2)的手柄的孔，安装荧光台灯的金属软梗(3)并有相应的园孔，露出发光二级管(D8)头部的孔，安装交流开关(K1)并有相应的孔；所述的后室装纳电池且竖直排列，上下端装置电池簧夹并有相应的槽口，所述的前室装纳电子零部件，其中电源变压器(B1)和交流熔断器(RD1)靠右安装在内隔板表面并有相应的固定台和夹持台，交流开关(K1)安装在顶面右部，其他电子元器件组装在印刷电路板上，印刷电路板安装在内隔板表面并与之平行且有相应的固定台，前室的底面、左右面的上部均有槽孔。

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