CN2669365Y - 紧凑型低压电子节能荧光灯 - Google Patents

Abstract

一种紧凑型低压电子节能荧光灯，主要解决现有低压荧光灯效率低，电路没有灯丝预热措施等问题。该荧光灯包括灯管、装在灯座塑壳内的电源电路、启动电路、振荡电路及保护电路。本实用新型一反传统低压荧光灯电路的程式，先对输入低电压进行无损耗提升(效率可达99％)，然后采用先进的半桥逆变电路，使低压荧光灯具有高压荧光灯的所有优点。是一种高效节能、高功率因数、光色自然、无频闪、无噪声且安全可靠、使用寿命长的新型灯具。

Description

紧凑型低压电子节能荧光灯

技术领域

本实用新型属于灯具，特别涉及一种紧凑型低压电子节能荧光灯。

背景技术

传统的低压荧光灯(车、船用及应急灯等)都是用所谓斩波器或电子变压器形式来升高电压，然后点燃灯管，这样做效率仅有40～50％，而且这些电路没有灯丝预热措施，属硬启动方式。由于灯丝没有预热，钨制灯丝表面碳酸盐电子发射涂层在大电流冲击下，会气化蒸发，并溅射到灯壁上，使灯管两端很快发黑，此时，灯虽还能继续点亮，但光通量已大大减低，造成电能浪费，等灯丝变细、断裂，这个灯具也就寿终正寝了。

发明内容

本实用新型所要解决的就是以上现有低压荧光灯效率低，电路没有灯丝预热措施等问题，而提供的一种高效节能、高功率因数、光色自然、无频闪、无噪声且安全可靠、使用寿命长的新型灯具。

本实用新型的技术解决方案是这样实现的。紧凑型低压电子节能荧光灯，包括灯管、装在灯座塑壳内的电源电路、启动电路、振荡电路，该电源电路由二极管D₁、D₂、D₃、D₄，电容器C₁、C₂、C₃、C₄组成，二极管D₃、D₄串联后接入电源输出C端，二极管D₁、D₂串联后接入电源输入的B端，电容器C₂的负极与二极管D₂的正极相连，电容器C₂的正极接入电源输入的B端，电容器C₄的正极与二极管D₄的负极相连，电容器C₄的负极接入电源输入的B端，电容器C₁的负极与二极管D₂的负极相连，电容器C₁的正极接入电源输入的A端，电容器C₃的正极与二极管D₄的正极相连，电容器C₃的负极接入电源输入的A端；启动电路包括三极管BG₁、BG₂，二极管D₅、D₆以及由电阻R₁、电容器C₅串联组成的积分电路，电阻R₁的一端接入电源输出C端，电容器C₅的另一端接入电源输出的D端，二极管D₅的正极与二极管D₆的一端分别接入电路的E端，二极管D₅的负极经脉冲变压器T的绕组n₃与镇流线圈L串联后接入下部灯丝的左端，二极管D₆的另一端与三极管BG₂的基极相连，BG₂的发射极接入电源输出的D端，BG₂的集电极与三极管BG₁的发射极相连，BG₁的集电极接入电源输出的C端，BG₁的基极经电阻R₃与脉冲变压器T的绕组n₁串联后与脉冲变压器T的绕组n₃相连；振荡电路由三极管BG₁、BG₂，隔直电容器C₇、谐振电容器C₈，脉冲变压器T及镇流线圈L组成，隔直电容器C₇的一端与电源输出的C端相连，隔直电容器C₇的另一端与上部灯丝的左端相连，上部灯丝的右端经谐振电容器C₈与下部灯丝的右端相连，下部灯丝的左端与镇流线圈L相连，脉冲变压器T的绕组n₂的一端通过电阻R₄接入三极管BG₂的基极，n₂的另一端接入电源输出的D端。

本实用新型一反传统低压荧光灯电路的程式，先对输入低电压进行无损耗提升(效率可达99％)，然后采用先进的半桥逆变电路，使低压荧光灯具有高压荧光灯的所有优点。

本实用新型还可用于机床用灯，与白炽灯相比其显而易见的优点如下：

1、36v灯的适应电压为32v～40v，灯丝预热时间为1秒～2秒，实现真正的软启动。

2、白炽灯在低压大电流下效率很低，电能只有极少一部分产生可见光，大部分变成热损耗，荧光灯属气体放电光源，灯管内分子受电子撞击而电离，产生的紫外线激活灯管壁上的荧光物质而产生可见光，因此效率极高。

3、白炽灯把电能都损耗在灯丝产生的高温上，其灯丝温度超过2000℃，致使灯泡玻壳温度也极高，此时，一旦溅到冷却度，灯泡会爆裂，而荧光灯属“冷光源”，灯管升温仅40～50℃左右，因而荧光灯管不怕有冷却液溅浸，大大减少灯管爆裂的危险。

4、本低压电子荧光灯的电路结构正好补偿36v变压器的功率因数，使机床的照明系统功率因数大大提高。

5、本节能灯一旦玻壳损坏，电路立即停止工作，自动进入保护状态，电压、电流不会外泄，如有切削金属丝等碰绕，短路灯芯柱，也不会损坏变压器及照明线路。

6、本节能电路制成模块形式，使本节能灯更耐振，密封性更好，遇有水汽溅入，也不会损坏本灯。

7、本节能灯采用“三基色”荧光灯管，由于“三基色”灯管的高显色性，如作为机床的照明光源，能使工件的细微部分看得更真切、更有层次，使测量工具的刻度看得更清晰，大大减小测量误差。

附图说明

图1为本实用新型外形图。

图2为本实用新型电原理图。

图3为本实用新型三极管BG₁、BG₂交替工作时的电原理图。

具体实施方式

参见图1所示，本实用新型荧光灯采用“三基色”荧光灯管1，其阻燃塑壳座2内装有电源电路、启动电路、振荡电路及保护电路，为使本节能灯更耐振，密封性好，这些电路可以制成模块形式。其电路连接如前所述，这里就不再赘述。现结合图2、图3对实用新型的具体工作原理作详细描述。

参见图2所示，本实用新型电源电路由二极管D₁、D₂、D₃、D₄，电容器C₁、C₂、C₃、C₄组成，低压交流电接在电源输入的A、B两端，经升压、整流、滤波后，输出高压直流电供镇流器使用。为了获得较大的电流，将二极管D₁、D₂，电容器C₁、C₂和二极管D₃、D₄，电容器C₃、C₄各为一路，分别进行整流、滤波。现用一路阐明其原理：假设36v电源为E，电源正半周时，二极管D₁导通，电容器C₁充电至 电源负半周时，电容器C₁上的电压U_C1与电源电压相加，因此电容器C₂上的电压是 $\sqrt{2}E+\sqrt{2}E=2\sqrt{2}E,$ 第三个半周又对电容器C₁充电，第四个半周同样对电容器C₂充电，周而复始……；另一路同样如此进行，这样正负半周得到 高电压。然后经电源输出的C、D端输出直流电。

启动电路包括三极管BG₁、BG₂，二极管D₅、D₆以及由电阻R₁、电容器C₅串联组成的积分电路。电源开启，积分电路充电，当电容器C₅上的电压达到触发二极管D₆转折电压时，二极管D₆击穿导通，电容器C₅上的电压经触发二极管D₆向三极管BG₂基极放电，使三极管BG₂导通。

本实用新型是利用电源电路的电容充电特性来达到软启动的目的。由于电容上的电压不能突变，它的充放电都是一个缓慢的过程。当开启36v电源时，灯内高压渐渐升高，到电容器C₅充电至20～30v时，电路起振，灯丝点燃，此时，高电压还不足以启辉灯管，而要等高压升至灯管启辉电压时，灯管才启辉，这段时间约1～2秒，真正达到软启动的目的。

启动电路只是在三极管BG₂导通之前，靠它来激励三极管BG₂导通，一旦三极管BG₂工作，启动电路应立即退出工作，不然会发生“撞车事故”，三极管BG₂立刻烧毁。所以电路还设置了由二极管D₅和三极管BG₂组成的放电回路，当三极管BG₂导通后，电容器C₅中存贮的电荷通过二极管D₅泄放掉。

振荡电路由三极管BG₁、BG₂，隔直电容器C₇、谐振电容器C₈，脉冲变压器T及镇流线圈L组成，它是用一个振荡电路来使直流电变成高频交流电的。当启动电路使三极管BG₂导通时，电流回路正端直流电压经隔直电容器C₇、荧光灯管上部灯丝、谐振电容器C₈、荧光灯管下部灯丝、镇流线圈L，脉冲变压器T的绕组n₃、三极管BG₂的CE极至负端电压。由于脉冲变压器T的绕组n₁和n₂两绕组相位相反，当电容器C₇、C₈充电结束时，回路的电流减小，n₁和n₂促使电路翻转，变为三极管BG₁导通，BG₂截止，其回路电流经三极管BG₁的C极、隔直电容器C₇、荧光灯管上部灯丝、谐振电容器C₈、荧光灯管下部灯丝、镇流线圈L，脉冲变压器T的绕组n₃、三极管BG₁的E极。电容器C₇、C₈放电完毕后，电路又将进入新一周振荡。

本实用新型还设有过压保护电路。当三极管BG₂由导通变为截止时，镇流线圈L上的电压将与电源电压一起加到三极管BG₂，使BG₂承受近千伏电压，这样高的电压将会使三极管BG₂击穿烧毁，镇流线圈L上的高压是由于在L中电流突然中断，镇流线圈L本身的自感电动势与外加电压叠加产生的。为了不让镇流线圈L中电流突然中断，在电路中设置了电容器C₆，给镇流线圈L提供一个泄放电流的通路，使镇流线圈L中的电流缓慢变化。电阻R₂则构成三极管BG₁的保护电阻，在BG₁截止关闭期间产生的反峰压通过电阻R₂泄放掉。

荧光灯启辉后，由于荧光灯管内阻降低，使串联谐振回路的Q值急剧降低，谐振回路失谐，电容器C₈不再是谐振电容，仅相当一只电阻，镇流线圈L只起到镇流作用。

参见图3所示，本实用新型节能灯一旦灯管破碎，电路立即进入保护状态，三极管BG₁、BG₂等于两只开关，在电路正常时，两开关交替开与关，产生的高频交流电供给灯管应用。当灯管破损后，灯丝遇空气，立即氧化断裂，电路立即停振，三极管BG₁、BG₂都呈关断状态。隔直电容器C₇又阻断电流输向灯芯柱，因此裸露在外的灯芯柱也不会带电。

Claims (1)

1、一种紧凑型低压电子节能荧光灯，包括灯管、装在灯座塑壳内的电源电路、启动电路、振荡电路，其特征在于该电源电路由二极管D₁、D₂、D₃、D₄，电容器C₁、C₂、C₃、C₄组成，二极管D₃、D₄串联后接入电源输出C端，二极管D₁、D₂串联后接入电源输入的B端，电容器C₂的负极与二极管D₂的正极相连，电容器C₂的正极接入电源输入的B端，电容器C₄的正极与二极管D₄的负极相连，电容器C₄的负极接入电源输入的B端，电容器C₁的负极与二极管D₂的负极相连，电容器C₁的正极接入电源输入的A端，电容器C₃的正极与二极管D₄的正极相连，电容器C₃的负极接入电源输入的A端；启动电路包括三极管BG₁、BG₂，二极管D₅、D₆以及由电阻R₁、电容器C₅串联组成的积分电路，电阻R₁的一端接入电源输出的C端，电容器C₅的另一端接入电源输出的D端，二极管D₅的正极与二极管D₆的一端分别接入电路的E端，二极管D₅的负极经脉冲变压器T的绕组n₃与镇流线圈L串联后接入下部灯丝的左端，二极管D₆的另一端与三极管BG₂的基极相连，BG₂的发射极接入电源输出的D端，BG₂的集电极与三极管BG₁的发射极相连，BG₁的集电极接入电源输出的C端，BG₁的基极经电阻R₃与脉冲变压器T的绕组n₁串联后与脉冲变压器T的绕组n₃相连；振荡电路由三极管BG₁、BG₂，隔直电容器C₇、谐振电容器C₈，脉冲变压器T及镇流线圈L组成，隔直电容器C₇的一端与电源输出的C端相连，隔直电容器C₇的另一端与上部灯丝的左端相连，上部灯丝的右端经谐振电容器C₈与下部灯丝的右端相连，下部灯丝的左端与镇流线圈L的一端相连，脉冲变压器T的绕组n₂的一端通过电阻R₄接入三极管BG₂的基极，n₂的另一端接入电源输出的D端。

Images