CN2420813Y

CN2420813Y - 日光灯启动装置

Info

Publication number: CN2420813Y
Application number: CN 00209605
Authority: CN
Inventors: 戴捷满; 伍长荣
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-04-21
Filing date: 2000-04-20
Publication date: 2001-02-21
Anticipated expiration: 2010-04-20
Also published as: EP1047285A3; SG85170A1; CA2300351A1; EP1047285A2; TW469755B

Abstract

一种日光灯启动装置,包含一主要线圈,直接与电极(L1)衔接;一次要线圈与主要线圈系列的衔接,以提高电感,并通过电容器(C1)产生电压;一次要电路配带电容器(C1),以充放电,以及一个半导体以在电容器充放电时作开关之用,这些与次要线圈系列的连接在一起;主要线圈和次要线圈间有分配电线(DL1),与灯丝(F1)连接;次要电路的另一端直接与电线的电极(L2)连接;而分配电线(DL2)与日光灯的灯丝(F2)连接;第三个电路仅含电容器,能减少输入的电流,其平行的与电线电极(L1)和(L2)衔接。

Description

日光灯启动装置

本实用新型涉及一种荧光灯启动装置，尤指一种由日光灯镇流器配上电子起动器和共振性电容器以减少输入电流的日光灯启动装置。

传统日光灯体系使用普通镇流器及传统起动器所遭遇的问题：

1)迟延起动或启动。

使用普通的镇流器和传统的起动器是日光灯体系起动困难的主要原因。凡使用日光灯的人，总是经历不方便，问题在于传统的起动器。这是一种机械式的电力开关器，对于氖气体所产生的热度颇为敏感。它一旦感觉热度，便会弯下来关闭电路，而使日光管的两个灯丝提前发热。

两个接触点关闭后，电容器内的热度便减少，而立即开启两个接触点。此时，接触点忽然开启会使镇流器产生很高的电压，而使日光管内的电流开始启动。

事实上，任何(机械性)移动的，将提早产生机械的缺陷(加重)。因此，这种起动器的寿命将是很短的。

以电力的观点来看，由于电流所发出的火花经常损伤接触点的表面，接触点亦将只有短短的寿命。

这些缺点都是能使日光灯体系产生吃力起动的情形。

2)日光灯管会被提前丢到垃圾箱。

祸首又是传统的起动器。两个接触点若间歇性的有长时间的接触，将使灯丝熔掉，而使整个电路的连续性中断。因此，电灯管不可再如制造厂所指示的全程点燃时间来使用。

3)在低压电波动时不能起动，这通常发生在外省。

在低电压波动之时，农村的日光灯体系会闪烁不定，主要的原因是镇流器有问题。外省的最低限度电压为160伏特交流电(AC)。日光灯点燃的最低限度电压为190伏特AC。在这个数目之下，镇流器不能达到或产生所需要的电压以起动日光灯。

消费者必须使用一种电流因素纠正器，其中的原因有二。然而制造镇流器的商家并没有好好的解释；另方面，消费者因鉴于会为附加的成本或在安装或装配日光灯纠正器的复杂性而烦恼，而根本没有想到要使用这种装置。他们以为既然日光灯发亮点燃起来，又何必使用它呢。

1)每一个日光灯节省50％的电费。

一个镇流器能消耗好多电力。据发现，如图1a所示，一个20瓦特的日光灯FL配上20瓦特的镇流器B(商标为Delta)，属于220伏特AC线电压，其中镇流器B的交流阻抗X_L=570Ω，直流阻抗X_RL=50Ω，日光灯FL的电阻抗为R_FL=166Ω，其电流的计算如方程式：

I = \frac{220}{\sqrt{{(166 + 50)}^{2} + {(570)}^{2}}} = 0.357 amp

电流的指示为0.35amp安培。

在输入线使用3.5μF的电容器C2，如图1b所示，镇流器B的交流阻抗X_L=570Ω，直流阻抗X_RL=50Ω，日光灯FL的电阻抗为R_FL=166Ω，电容C2的阻抗为X_C=757.8Ω，其电流的计算如方程式：

I = \frac{220}{\sqrt{{(166 + 50)}^{2} + {(570 + 757.8)}^{2}}} = 0.163 amp

电流的指示为0.16安培。因此在每个20瓦特的日光灯可节省50％的电费，而不致影响它的光度。至于其他瓦特的日光灯也是如此。

2)使用更加安全。

在每一种电器所引起的热度全在于经过电阻的电流，其方程式如下：P(热度)=I²(电流)×R(电阻)

每一件器具都有其电阻。很明显的一个日光灯体系若没有电容器经过输入线，便有可能会过热而引起火灾。

使用电容器经过输入线，将使日光灯体系的安全因素倍增。

发明日光灯镇流器附有独特的电子起动器及共振性的电容器以减少输入的电流，是前述问题的最好解决办法。

因此，本实用新型的目的就在于：提供一种日光灯启动装置，它是一种独特的荧光器具，可减少输入的电流，简化整个系统，解决与日光灯启动系统有关的问题，同时能最大限度地节省电力消耗。并且，它可以成为快捷的起动体系；延长日光灯的寿命；另外，此装置在电力不足的外省使用异常方便和实用。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种日光灯启动装置，由日光灯镇流器配上电子起动器和共振性电容器构成；其中有一个主要线圈，该主要线圈的一个电极直接与电线衔接；一个次要线圈系列的与主要线圈衔接，该主要线圈与次要线圈之间直接与日光灯的灯丝F1连接，次要线圈的另一端与次要电路连接，构成电子起动器。

所述的电子起动器并入整个电器内，成为一种电容器与次要的线圈连接在一起；电容器的另一端与一个半导体开关器系列的连在一起；半导体开关器的另一端直接与日光灯另一灯丝F2连接，触动组件驱动半导体开关器，该触动组件是唯一的电阻器。

本实用新型所提供的日光灯启动装置，具有以下的效果：

1)可成为快捷的起动体系。

半导体的开关器一旦触动，电流便开始流入电容器。它会有一系列的电感反应，结果便会在电容器及在电荷本身造成高电压，进入日光灯。

造成高电压是即时便有的，不像传统的起动器将经过一系列的阶段，然后才产生电感而造成高电压进入日光灯。

2)可延长日光灯的寿命。

一个灯丝或两个灯丝一旦切断，电路便不完全，而日光灯需要更换。

要以传统的起动器为每一个灯丝的两极找出捷径是不可能的；如此镇流器会在短期间过热，而电线圈会与负电心线接触，而成为无用。

发明日光灯镇流器配上电路及共振性电容器以减少输入的电流，能延长日光灯的寿命，使其达到最长久的点燃时间。

由于电容器本身通过电荷能产生所需要的高电压，以发动里面的电子，而使日光灯开始点燃，如此便不需要灯丝的事前发热。

3)在外省使用异常方便和有用。

由于不再使用镇流器作为起动日光灯所需要的高电压来源，那么低限度的160V直线电压已不再能阻碍日光灯的启动，因为通过电容器所产生的高电压，足以启动日光灯。

这种体系综合特别设计的镇流器与电子起动器和一个电容器，以与镇流器共振。

镇流器已不再用作高电压的感生器，但它的一半是用于控制电流的流动，另一半则在一系列与电容器衔接，如图2所示，以增加起动的电压，用于起动日光灯。这种电子起动器利用电感应阻抗，以使经过电容的电压产生特别高的电压作用；而电容则与电感并在一路。

电容器由一个半导体开关器来开关，以在起动的情形下充电与放电。日光灯一旦开动，半导体的开关器将因经过日光灯的电压下降而关掉。

这种独特设计的镇流器所造成的电容器系列额外电感，确保最新的日光灯管有启动的能力。

下面结合附图及具体实施例对本实用新型再作进一步详细的说明。

图1a为现有镇流器工作电路示意图。

图1b为现有电路中加入一电容器后的电路示意图。

图2为本实用新型的电路示意图。

本实用新型利用一个主要线圈来控制输入的电流，它直接与电路L1端衔接；此外，又有一个次要线圈，一系列的与主要线圈衔接，这将有助于提高电感，以便产生高电压经过电容器C1；又有一个次要电路带着电容器C1，以供充电和放电；及一个半导体开关器(Quadrac)以供在电容器充电和放电时作为开关之用。这些一系列的与次要线圈衔接起来；在主要线圈和次要线圈之间有一条分配线DL1，与灯丝F1衔接；次要电路的另一端直接与电路L2端衔接；而分配线DL2则与日光灯的灯丝F2衔接；第三电路只包括一个电容器，能减少输入的电流，而节省用电，其平行的与电路L1和L2端衔接。

在图2的机制图解，关于字母兼数码的标贴，指明电路相同的部分，显示有一个日光灯，具带灯丝F1和F2，与分配电线DL1和DL2衔接，分别从主要电路分配电线DL1和DL2衔接。主要电路包括电容器C1，一系列的与半导体开关器(Quadrac)连接；电容器C1的另一电极与镇流器的第二线圈衔接起来；在镇流器线圈Coil1和线圈Coil2的中间与分配电线DL1衔接；半导体开关器的另一电极MT2与分配电线DL2连接；半导体开关器的唯一引动组件为一个电阻器，其中一个电极与半导体开关器的第二个电极MT2和分配线DL2连接起来。

特别设计的镇流器是独特的，有两个线圈线圈Coil1和Coil2。这两个线圈有不同的用途。线圈Coil1主要是为了控制经过日光灯的电流，但主要是为有助于在电容器C1产生高电压。第二个线圈Coil2是与第一个线圈Coil1系在一起，第二个线圈Coil2是为与电容器C1配合产生更多电感，以确保通过日光灯能达到所需要的开电路电压。

镇流器有三个电极，即B1、B2和B3。第一个电极B1直接与电线L1衔接，并与电容器C2的第一个电极衔接；镇流器B2的第二个电极是直接与第一个分配电线DLI衔接；镇流器的第三个电极B3是直接与电容器C1的第一个电极衔接。

第二个电路全部由电容器C2组成，目的是为减少输入的电流达一半，这是指与镇流器共振之时减少输入的电流电容器C2的电极，标为C2b与电线的电极L2、半导体开关器的电极MT2和分配电线DL2衔接。

整个电路的运作是这样的：

假定一个开关器与电线电极L1或L2衔接，而电力是开着的，请看图2所示。每一个半周波我们假定为负极，将经过镇流器的两个线圈Coil1和Coil2，从电线L1进入主要的电容器C1，使电容器的板子充阴电，而相对的板子则充阳电，因为另一电线电极L2以正电流入里面，而进入半导体开关器的第二个电极MT2。

在触动半导体开关器所使用的唯一电阻，会感应到电流进入到它的里面，而立即触发双方向的组件，而这组件是并入半导体的开关器里面，使半导体的开关器打开，这便使电容器的板子充电，而电容器是与半导体开关器的第一个电极MT1在阳极方面衔接。

在此时，分配电线DL1和DL2与灯丝F1和F2连接上了，还是开电路，而电容器和电感器则在加增电压，以达到所需要的开电路电压，才能使日光灯启动。

下半周波进入此一体系的，将在电线的L1电极成为阳极，而在电线的L2电极成为阴电。

此时，电感与电容器的反应，因电流的倒流而产生，因此在分配电线DL1和DL2产生高电压的情形。

与此同时，日光灯因灯里的电子由高电压发起，日光灯就会启动。此时，即日光灯启动的时候，它会形成电流的奔流，这是因为在灯内的电阻大告减少，使日光灯的电压下降。

电压下降的情形，藉着半导体开关器使电容器C1失去衔接，因为通过电阻的电流不再能触动半导体开关器内的双向二极管。

在紧迫时分，镇流器的线圈Coil1会来控制日光灯内急驰的电流。

况且，另一个电容器C2综合在一起，成为一个体系，以策安全，并节省许多电力，使电流减少，但不影响日光灯的明亮度。

图2所见的电容器C2，是通过电线L1和L2而衔接。兹解释本电容器如何减少用电：在作业时，电容器C1不再与此一系统一同运作，而只有电容器C2与镇流器线圈Coil1平行作业，镇流器与日光灯衔接在一系列。请参看图1以作比较。

如果我们依照任何电力学书籍所规定的方程式，使用平行电路的等式，结果将与实际的衡量有极大的不同。

正如图1所示，交流电压为220V，镇流器B的交流阻抗为X_L，直流阻抗为X_RL，日光灯FL的电阻抗为R_FL，电容C2的阻抗为X_C，其电流的计算如方程式：

I = \frac{220}{\sqrt{{(R_{FL} + X_{RL})}^{2} + {(X_{L} + X_{C})}^{2}}}

其不是使用平行电路的方程式，而是修改及正确的使用系列的方程式，先前的系列方程式有其反应性的电容X_C，减去反应性的电感X_L。

真正的方程式可以由实地的衡量来证明，有反应性的电容X_C加在反应性的电感X_L，因此，这一个电容器C2的电应通过电线L1和L2，实际上是镇流器和电荷的电感反应的一系列反应。

这种现象可以用“共振性作用”的理论来解释，而这是指电容器和电容器之间的“共振性作用”，使用著名的宁斯定律(Lenz)。宁斯定律指出：“在各种电磁感应的情形下，电感的电压能产生一种方向，以致它们所产生的电流抵抗产生它们的作用。”

我们不必再详细讨论共振性的周率如何减少电流。对于此一理论的肤浅理解，可以透过整体的鸟瞰来解释。

首先，线圈抵抗进入的电流，因此控制经过日光灯的电流。电容器从最高的电压减至零，向线圈放电，致力使线圈的电压不致减少。

线圈一旦达到零数的电压，线圈还有从上次磁场方向所贮存的磁场。因此，电流的方向与进入的第一周波是一样的。

这时候，下一周波在另一个方向正从零电压场至最高峰的电压。由于前次的电流是相反的方向，并且来自贮存的磁场，在下一周波的电流受到阻挡，因此进入体系的电流大告减少，减至一半，如果共振性的周波相等电线的周波，即60Hz。

因此，电感的反应主要在控制流入日光灯内的电流，这是基于宁斯定律的运行。但从电容器来的额外电流流入线圈，正解释电容性的反应实际上与线圈的电感反应一系列的连接在一起。

Claims

1、一种日光灯启动装置，其特征在于：由日光灯镇流器配上电子起动器和共振性电容器构成；其中有一个主要线圈，该主要线圈的一个电极直接与电线衔接；一个次要线圈系列的与主要线圈衔接，该主要线圈与次要线圈之间直接与日光灯的灯丝(F1)连接，次要线圈的另一端与次要电路连接，构成电子起动器。

2、根据权利要求1所述的日光灯启动装置，其特征在于：所述的电子起动器并入整个电器内，成为一种电容器与次要的线圈连接在一起；电容器的另一端与一个半导体开关器系列的连在一起；半导体开关器的另一端直接与日光灯另一灯丝(F2)连接，触动组件驱动半导体开关器，该触动组件是唯一的电阻器。