CN2258317Y - 自镇流气体发光灯管 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气体发光灯管，它是在普通气体发光灯管内的放电电极[2]附近增加了可导电栅极[5]。当电源电压加到放电电极[2]上，电极[2]与栅极[5]之间的感应电场，促使放电气体[3]电离。当放电气体[3]导通时，在栅极[5]附近的电子云或离子云阻碍电流过度增大，起到自镇流的作用。使用本发明方案设计的气体发光灯管可降低对镇流器的要求，甚至无须另外匹配镇流器。

Description

自镇流气体发光灯管

本发明涉及一种发光装置，尤其是一种由放电电极、玻璃管泡、发光气体及荧光涂层组成的气体发光灯管。

目前市场上出售的气体发光灯的灯管，如日光灯或霓虹灯灯管或灯泡(以下统称灯管)内充有发光气体。在发光气体被电离击穿之前，是不导电的，当发光气体被电离击穿，成为导体，灯管内电流会急剧增加。为限制灯管内电流的过度增大，都要配置镇流器以防止灯管被烧坏。电感镇流器(含漏磁变压器式电感镇流器)和电子镇流器是运用得最广泛的两种镇流器。电感镇流器由铁芯和线包组成，它以自身感抗和反向感生电动势来阻碍电流的过度增大。电感镇流器的优点是结构简单、镇流可靠、价格低廉，缺点是耗材多、功率因数低，因自身发热而消耗的能量大，低电压启动困难。电子镇流器采用25KHz以上的高频电流，与电感镇流器相比，有电感器件小，节约铜材矽钢材，功率因数高，省电，可低电压启动等优点。缺点是结构复杂，成本高，中低档产品的可靠性差，奇次谐波高，对电网干扰大等，这使得电子镇流器在取代电感镇流器方面遇到了实质性的困难。除用上述两类存在于灯管之外的镇流器镇流的气体发光灯之外，还有一种自镇流高压汞灯。它是用封在高压汞灯内层石英玻泡内的螺旋形钨丝来实现自镇流的(中国大百科全书，电工卷，1992版，第291页，中国大百科全书出版社)。这种自镇流高压汞灯的优点是通电即亮，寿命长，缺点是所需钨丝量大，高压充汽和封接工艺复杂，只适于大功率情形，价格高，难于为普通家庭使用。而由O.K.Nilssen发明的专利HO5B041/29(ACC-NO：93-258051 9333，PAT-NO：US5233270，Title：Self ballasted，screw in fluorescent lamp-has inverter typeballast provided with half bridge，self oscillating inverter，powered via voltage doubler，and cooperating with light output byitself)所称的自镇流荧光灯(self ballasted fluorescent lamp)实际上是一个由带反相器的电子镇流器镇流的荧光灯，其主要特征是带一个由倍压管供电的半桥自振荡反向器，通过调节反向器的频率，来调节灯电流的大小。它的镇流作用仍是由灯管之外的电子线路实现的，不是我们所说的自镇流气体发光灯管。根据申请入的检索，尚未发现低气压自镇流气体发光灯管。

本发明的任务是提供一种能由灯管内部的结构来限制放电电流过度增加的新型气体发光灯管。

本发明方案是在由玻璃外壳、放电电极、发光气体、荧光涂层组成的气体发光灯管内，增加了由导电材料制成的栅极组，栅极组位于玻璃外壳内放电电极附近。

其玻璃外壳是直管、曲管或椭球状，壳内发光气体与壳外气体隔绝；

灯管内每个栅极组可以由一个、两个或两个以上栅极组成；

灯管内栅极可以是环状、簧片状、丝状、栅栏状或他们的组合；

灯管内一端有一个放电电极，或灯管两端各有一个放电电极，至少在

一个放电电极附近固定有一个栅极组；

灯管内每个栅极组可以完全密封在玻璃外壳内，也可以从栅极组中一个

或几个栅极上引出导线到玻璃管端或管侧外。

当灯管在外加电压下导通，由放电电极流向栅极方向的部分电荷在栅极表面附近形成电子云(或离子云)和等离子体鞘，这电子云(或离子云)和等离子体鞘在放电电极与栅极之间(以下简称极一栅之间)产生一个与外加电场方向相反的电场，阻碍电流不断增加，从而起到镇流的作用。此外，在灯管内气体被电离击穿之前，栅极与电极是绝缘的，当电源电压施加到电极上，在放电电极一栅极之间就会感应出一个较强的电场，促使极一栅之间的气体开始电离并导通。

由于本发明方案在灯管内采用了结构简单的栅极，具有自镇流和辅助启动功能，大大降低了对与气体发光灯匹配的镇流器的要求。当用本发明所设计的气体发光灯管与电感镇流器相匹配时，电感镇流器的铁心和线圈都大幅度减小，节约铜材、矽钢，功率因数也随之提高，发热能耗小。本发明灯管与电子镇流器相匹配时，电子镇流器的电路可简化，谐波降低，自耗能减少，成本降低。对于一定功率的气体发光灯，使用本发明自镇流灯管可完全不需另外匹配镇流器。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。图1是实施例1的纵剖面示意图。图2是图1所示气体发光灯管沿A-A线的剖面图。图3是实施例2的纵剖面示意图。图4是图3所示气体发光灯管沿A-A线的剖面图。图5是图3所示气体发光灯管沿B-B线的剖面图。图6是实施例3的纵剖面示意图。图7是图6所示气体发光灯管沿A-A线的剖面图。图8是实施例4的纵剖面示意图。图9是图8所示气体发光灯管沿A-A线的剖面图。图10是图8所示气体发光灯管沿B-B线的剖面图。

图1中，玻璃管[1]内充有发光气体[3]，荧光涂层[4]涂在玻璃管[1]内侧，两端的放电电极[2]附近各有一个导电栅极[5]，栅极通过绝缘材料固定在玻璃管端，未通电时，栅极[5]与放电电极[2]绝缘。

图2是图1所示气体发光灯管沿A-A线的剖面图。栅极为一环形。

图3中，玻璃管[1]内充有发光气体[3]，荧光涂层[4]涂在玻璃管[1]内侧，两端的放电电极[2]附近各有二个导体栅极[5]和[6]，栅极[5]靠近放电电极[2]，栅极[6]距放电电极[2]稍远。栅极[5]和[6]通过绝缘材料固定在玻璃管[1]管端。未通电时，栅极[5]、[6]与放电电极[2]绝，栅极[5]和[6]之间也绝缘。

图4是图3所示气体发光灯管沿A-A线的剖面图。栅极[5]为一环形。

图5是图3所示气体发光灯管沿B-B线的剖面图。栅极[6]为一环形，环内径大于图4所示栅极之环内径。

在上述方案中，栅极是密封在灯管内的。也可以根据上述自镇流原理设计出另一种具体结构的自镇流气体发光灯管，即将上述栅极或栅极组中的一个或几个栅极通过导体引出灯管的端面或侧面，栅极与放电电极之间用绝缘材料隔开，如图6-10所示。

图6中，玻璃管[1]内充有发光气体[3]，荧光涂层[4]涂在玻璃管[1]内侧，两端的放电电极[2]附近各有一个导体栅极[5]，栅极[5]通过导体固定在玻璃管端并引出管端，栅极[5]和放电电极[2]之间绝缘。当灯管内气体被电离导通的同时在栅极[5]上加上适当的低镇流电压，极-栅之间的电场将代替外加镇流器限制灯管[1]内电流的过度增大。

图7是图6所示气体发光灯管沿A-A线的剖面图。栅极[5]为一环形。

图8中，玻璃管[1]内充有发光气体[3]，荧光涂层[4]涂在玻璃管[1]内侧，两端的放电电极[2]附近各有二个导体栅极[5]和[6]，栅极[5]距放电电极[2]较近，栅极[6]距放电电极[2]稍远。栅极[5]和[6]通过导体固定在玻璃管端并引出管端。未通电时，栅极[5]、[6]与放电电极[2]间绝缘，栅极[5]和[6]之间也绝缘。可在栅极[5]、[6]中的一个或两个加上适当低镇流电压，以加强本发明设计的气体发光灯管的自镇流功能。这样设计的气体发光灯不需另外匹配其它镇流器件。

图9是图8所示气体发光灯管沿A-A线的剖面图。栅极[6]为一环形，

图10是图8所示气体发光灯管沿B-B线的剖面图。栅极[6]为一环形，环内径大于图9所示栅极[5]之环内径。

上述适当镇流电压将由简单的外电路提供。本发明仅涉及自镇流气体发光灯管，外电路的结构不在此讨论。

当然本发明灯管形状不限于上述四个实施例中给出的，玻璃灯管可以是直管、曲管或椭球状；可以是单层的，荧光涂层在玻璃管内侧，也可以是双层的，荧光涂层在内管外侧或外管内侧。灯管两端都有放电电极或只有一端有放电电极，但至少在一个放电电极附近有栅极组。每个栅极组可由一个或几个栅极组成，栅极可以是环状、簧片状、丝状、栅栏状或它们的组合，栅极片表面可以光滑，也可带一些尖端。本发明灯管适用于直流供电，也适用于交流供电，适用于热启动，也适用于冷启动。

Claims (6)

1.一种由玻璃外壳[1]、放电电极[2]、发光气体[3]、荧光涂层[4]组成的气体发光灯管，其特征在于：它还有由导电材料制成的栅极组[5]，栅极组[5]位于玻璃外壳[1]内放电电极[2]附近。

2.根据权利要求1所述的气体发光灯管，其特征在于：其玻璃外壳[1]是直管、曲管或椭球状，玻璃壳内发光气体与壳外气体隔绝。

3.根据权利要求1所述的气体发光灯管，其特征在于：灯管内每个栅极组[5]可以由一个、两个或两个以上栅极组成。

4.根据权利要求1所述的气体发光灯管，其特征在于：灯管内栅极可以是环状、簧片状、丝状、栅栏状或它们的组合。

5.根据权利要求1所述的气体发光灯管，其特征在于：灯管内一端有一个放电电极[2]，或灯管两端各有一个放电电极[2]，至少在一个放电电极[2]附近固定有一个栅极组[5]。

6.根据权利要求1、3、4或5所述的气体发光灯管，其特征在于：灯管内每个栅极组[5]可以完全密封在玻璃外壳[1]内，也可以从栅极组[5]中一个或几个栅极上引出导线到玻璃管端或管侧外。

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