RU103672U1

RU103672U1 - HYBRID ELECTRON LUMINESCENT LAMP

Info

Publication number: RU103672U1
Application number: RU2010149004/28U
Authority: RU
Inventors: Евгений Михайлович Силкин
Original assignee: Евгений Михайлович Силкин
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2010-11-30
Publication date: 2011-04-20

Abstract

Гибридная электронная люминесцентная лампа, содержащая корпус с цоколем для подключения к питающей сети, разрядную колбу, электронный пускорегулирующий аппарат с дросселем, выполненным в виде индуктора с сердечником, расположенным в непосредственой близости от разрядной колбы на ее оси симметрии. A hybrid electronic fluorescent lamp, comprising a housing with a socle for connection to the mains, a discharge flask, an electronic ballast with an inductor made in the form of an inductor with a core located in close proximity to the discharge bulb on its axis of symmetry.

Description

Полезная модель относится к светотехнике и приборостроению и может быть использована при проектировании новых энергоэффективных люминесцентных газоразрядных источников света. Полезная модель направлена на повышение коэффициента полезного действия электронной люминесцентной лампы.The utility model relates to lighting engineering and instrumentation and can be used in the design of new energy-efficient fluorescent gas-discharge light sources. The utility model is aimed at increasing the efficiency of an electronic fluorescent lamp.

Известная электронная люминесцентная лампа, содержащая корпус с цоколем для подключения к питающей сети разрядную колбу и электронный пускорегулирующий аппарат с дросселем (Источники света. Каталог. - OS-RAM, 2009. - С.3.11).A well-known electronic fluorescent lamp containing a housing with a base for connecting to the mains a discharge flask and an electronic ballast with an inductor (Light sources. Catalog. - OS-RAM, 2009. - P.3.11).

Недостатком электронной люминесцентной лампы является низкий коэффициент полезного действия, что обусловлено значительными потерями в разрядной колбе и электродах при заданной яркости свечения лампы, недостаточной эффективностью примененного в лампе принципа преобразования электрической энергии тока проводимости в световую энергию.The disadvantage of an electronic fluorescent lamp is its low efficiency, which is due to significant losses in the discharge bulb and electrodes at a given brightness of the lamp, insufficient efficiency of the principle of converting the electrical energy of the conduction current into light energy applied in the lamp.

Известна электронная люминесцентная лампа, содержащая корпус с цоколем для подключения к питающей сети, разрядную колбу и электронный пускорегулирующий аппарат с дросселем (Каталог ламп 2009/2010 гг. - GE LIGHTING, 2009. - С.74).Known electronic fluorescent lamp containing a housing with a socle for connecting to the mains, a discharge bulb and an electronic ballast with an inductor (Catalog of lamps 2009/2010 - GE LIGHTING, 2009. - P.74).

Недостатком электронной люминесцентной лампы является низкий коэффициент полезного действия, что обусловлено значительными потерями в разрядной колбе и электродах при заданной яркости свечения лампы, недостаточной эффиктивностью примененного в лампе принципа преобразования электрической энергии тока проводимости в световую энергию.The disadvantage of an electronic fluorescent lamp is its low efficiency, which is due to significant losses in the discharge bulb and electrodes at a given brightness of the lamp, insufficient efficiency of the principle of converting the electrical energy of the conduction current into light energy applied in the lamp.

Известна электронная люминесцентная лампа, содержащая корпус с цоколем для подключения к питающей сети, разрядную колбу и электронный пускорегулирующий аппарат с дросселем (Энергосберегающие лампы. Каталог. - GENERAL, 2010. - С.4).Known electronic fluorescent lamp containing a housing with a socle for connecting to the mains, a discharge bulb and an electronic ballast with an inductor (Energy-saving lamps. Catalog. - GENERAL, 2010. - P.4).

Указанная электронная люминесцентная лампа является наиболее близкой по технической сущности к полезной модели и выбрана в качестве прототипа.The indicated electronic fluorescent lamp is the closest in technical essence to a utility model and is selected as a prototype.

Полезная модель направлена на решение задачи повышения коэффициента полезного действия электронной люминесцентной лампы, что является целью полезной модели.The utility model is aimed at solving the problem of increasing the efficiency of an electronic fluorescent lamp, which is the purpose of the utility model.

Указанная цель достигается тем, что в гибридной электронной люминесцентной лампе, содержащей корпус с цоколем для подключения к питающей сети, разрядную колбу, электронный пускорегулирующий аппарат с дросселем, дроссель выполнен в виде индуктора с сердечником и расположен в непосредственной близости от разрядной колбы на ее оси симметрии.This goal is achieved by the fact that in a hybrid electronic fluorescent lamp containing a housing with a socle for connecting to the mains, a discharge flask, an electronic ballast with an inductor, the inductor is made in the form of an inductor with a core and is located in close proximity to the discharge bulb on its axis of symmetry .

Существенным отличием, характеризующим полезную модель, является повышение коэффициента полезного действия электронной люминесцентной лампы, что достигается за счет принятого нового гибридного принципа преобразования электрической энергии в световую энергию. Световая энергия вырабатывается за счет эффективного использования тока проводимости лампы и энергии вихревых токов в разрядной колбе. Оба вида преобразования энергии оптимально дополняют друг друга и позволяют создать люминесцентную газоразрядную лампу с максимально высоким коэффициентом полезного действия.A significant difference characterizing the utility model is an increase in the efficiency of the electronic fluorescent lamp, which is achieved due to the adopted new hybrid principle of converting electrical energy into light energy. Light energy is generated through the efficient use of the conduction current of the lamp and the energy of eddy currents in the discharge bulb. Both types of energy conversion optimally complement each other and allow you to create a fluorescent gas discharge lamp with the highest possible efficiency.

Повышение коэффициента полезного действия гибридной электронной люминесцентной лампы, является полученным техническим результатом. обусловленным новым принципом преобразования энергии, особенностями новой конструкции электронной люминесцентной лампы, то есть, отличительными признаками полезной модели. Таким образом, отличительные признаки заявляемой гибридной электронной люминесцентной лампы являются существенными.The increase in the efficiency of a hybrid electronic fluorescent lamp is a technical result. due to the new principle of energy conversion, the features of the new design of the electronic fluorescent lamp, that is, the hallmarks of the utility model. Thus, the distinguishing features of the claimed hybrid electronic fluorescent lamp are significant.

На рисунке приведен пример типовой конструкции гибридной электронной люминесцентной лампы.The figure shows an example of a typical design of a hybrid electronic fluorescent lamp.

Гибридная электронная люминесцентная лампа содержит корпус 1 с цоколем 2 для подключения к питающей сети, разрядную колбу 3, электронный пускорегулирующий аппарат с дросселем, который выполнен в виде индуктора 4 с сердечником 5 и расположен в непосредственной близости от разрядной колбы на ее оси симметрии.The hybrid electronic fluorescent lamp contains a housing 1 with a cap 2 for connecting to the mains, a discharge flask 3, an electronic ballast with an inductor, which is made in the form of an inductor 4 with a core 5 and is located in close proximity to the discharge bulb on its axis of symmetry.

Гибридная электронная люминесцентная лампа в установившемся режиме работает следующим образом. Лампа через цоколь 2 стандартного вида подключается к обычной питающей сети переменного тока. Корпус 1 является несущей конструкцией, на которой устанавливаются все остальные элементы гибридной электронной люминесцентной лампы. При работе устройства часть энергии рассеивается, что приводит к разогреву элементов. Отвод тепла осуществляется, в том числе, корпусом 1. Электронный пускорегулирующий аппарат преобразует переменное напряжение питающей сети низкой частоты в переменное напряжение повышенной частоты, необходимое для питания разрядной колбы и поддержания в ней электрического разряда. При работе устройства электронный пускорегулирующий аппарат обеспечивает требуемые параметры преобразования напряжения (низкие пульсации выходного напряжения и тока лампы, стабилизированный выходной ток, высокий коэффициент мощности и коэффициент полезного действия). Электрический разряд в колбе 3 излучает свет определенных длин волн, который преобразуется люминофором, нанесенным на ее внутреннюю поверхность, восстанавливающим недостающие части спектра с целью получения «белого света». Энергия поступает в объем разрядной колбы 3 по двум каналам преобразования: от тока проводимости и от вихревых токов, наводимых переменным электромагнитным полем дросселя (индуктора) 4 за счет электромагнитной индукции. Электромагнитная индукция вызывает ионизацию атомов рабочего вещества разрядной колбы 3 и образование плазмы. Плазма представляет собой проводящую среду и разрядная колба 3 выполняет роль вторичной обмотки эквивалентного трансформатора, первичной обмоткой которого является индуктор 4. Электрическая цепь вторичной обмотки замыкается через электроды разрядной колбы 3, в результате чего через нее дополнительно протекает ток проводимости. Сердечник 5 локализует магнитный поток индуктора 4 в объеме. Потоки рассеяния индуктора 4 замыкаются через части разрядной колбы 3, вызывая формирование вихревых токов. Ускоренные электроны плазмы возбуждают атомы рабочего вещества разрядной колбы 3. Переход атомов рабочего вещества в нормальное состояние вызывает излучение световых волн. Индуктор 4 является элементом схемы электронного пускорегулирующего аппарата лампы, обеспечивая его работоспособность и ограничение тока проводимости через разрядную колбу 3.Hybrid electronic fluorescent lamp in steady state operates as follows. The lamp through the base 2 standard type is connected to a conventional AC mains. The housing 1 is a supporting structure on which all other elements of a hybrid electronic fluorescent lamp are mounted. During operation of the device, part of the energy is dissipated, which leads to heating of the elements. Heat removal is carried out, inter alia, by housing 1. An electronic ballast converts the alternating voltage of the low-frequency supply network to the alternating voltage of increased frequency, necessary to power the discharge bulb and maintain an electric discharge in it. When the device is operating, the electronic ballast provides the required parameters of voltage conversion (low ripple of the output voltage and lamp current, stable output current, high power factor and efficiency). An electric discharge in the flask 3 emits light of certain wavelengths, which is converted by a phosphor deposited on its inner surface, restoring the missing parts of the spectrum in order to obtain "white light". Energy enters the volume of the discharge bulb 3 through two conversion channels: from the conduction current and from the eddy currents induced by the alternating electromagnetic field of the inductor (inductor) 4 due to electromagnetic induction. Electromagnetic induction causes the ionization of the atoms of the working substance of the discharge flask 3 and the formation of plasma. The plasma is a conducting medium and the discharge bulb 3 acts as a secondary winding of an equivalent transformer, the primary winding of which is an inductor 4. The electrical circuit of the secondary winding closes through the electrodes of the discharge bulb 3, as a result of which a conduction current flows through it. The core 5 localizes the magnetic flux of the inductor 4 in the volume. The scattering flows of the inductor 4 are closed through the parts of the discharge flask 3, causing the formation of eddy currents. Accelerated plasma electrons excite the atoms of the working substance of the discharge bulb 3. The transition of the atoms of the working substance to a normal state causes the emission of light waves. The inductor 4 is an element of the circuit of the electronic ballast apparatus of the lamp, ensuring its performance and limiting the conductivity current through the discharge bulb 3.

Индуктор лампы 4 может состоять из двух или более частей в зависимости от конструкции разрядной колбы 3. Сердечник 5 может быть выполнен с дополнительными элементами охлаждения. Электроды разрядной колбы 3, в общем случае, могут не иметь дополнительного специального покрытия, повышающего эмиссионные свойства. Разрядная колба 3 может быть выполнена без люминофорного покрытия, например, в лампах ультрафиолетового излучения. Принцип работы гибридной электронной люминесцентной лампы при этом не изменяется.The lamp inductor 4 may consist of two or more parts, depending on the design of the discharge bulb 3. The core 5 may be made with additional cooling elements. The electrodes of the discharge flask 3, in the General case, may not have an additional special coating that increases the emission properties. The discharge flask 3 can be made without a phosphor coating, for example, in ultraviolet lamps. The principle of operation of a hybrid electronic fluorescent lamp is not changed.

По сравнению с прототипом существенно повышается коэффициент полезного действия гибридной электронной люминесцентной лампы. Электрическая энергия преобразуется в световую энергию по двум каналам: от тока проводимости и от вихревых токов за счет электромагнитной индукции. В результате, каждый элемент лампы является оптимальным и может быть выполнен с минимальными потерями. Электронный пускорегулирующий аппарат лампы (за счет использования нового принципа) работает на оптимальной частоте с низкими потерями. Коэффициент полезного действия лампы увеличивается на 5÷7%.Compared with the prototype, the efficiency of a hybrid electronic fluorescent lamp is significantly increased. Electric energy is converted into light energy through two channels: from the conduction current and from eddy currents due to electromagnetic induction. As a result, each lamp element is optimal and can be performed with minimal loss. The electronic ballast (by using the new principle) operates at the optimal frequency with low losses. The efficiency of the lamp increases by 5-7%.

Дополнительно, в новой гибридной электронной люминесцентной лампе обеспечивается более высокая светоотдача. По сравнению с прототипом светоотдача может возрасти до 110÷120 лм/Вт, что на 50÷60% выше, чем в известных лампах.Additionally, the new hybrid electronic fluorescent lamp provides higher light output. Compared with the prototype, light output can increase to 110 ÷ 120 lm / W, which is 50 ÷ 60% higher than in known lamps.

В результате уменьшения электрической нагрузки на электроды снижается их износ, что увеличивает срок службы и надежность работы заявляемой гибридной электронной люминесцентной лампы Срок службы новой гибридной электронной люминесцентной лампы может быть увеличен в 3÷5 раз. Время наработки на отказ лампы (оценка надежности работы) увеличивается на 80÷90% по сравнению с прототипом.As a result of reducing the electrical load on the electrodes, their wear is reduced, which increases the service life and reliability of the inventive hybrid electronic fluorescent lamp. The service life of a new hybrid electronic fluorescent lamp can be increased 3–5 times. The mean time between lamp failures (reliability assessment) increases by 80 ÷ 90% compared with the prototype.

По сравнению с прототипом может быть существенно упрощена конструкция и снижена цена (на 10÷15%) заявляемой гибридной электронной люминесцентной лампы за счет отсутствия необходимости применения электродов с дополнительными покрытиями, уменьшения потерь мощности в элементах и снижения их загрузки по току, следовательно, за счет возможности использования элементов на меньшую установленную мощность и с более низкой ценой.Compared with the prototype, the design can be significantly simplified and the price (10 ÷ 15%) of the inventive hybrid electronic fluorescent lamp can be reduced due to the absence of the need to use electrodes with additional coatings, to reduce power losses in the cells and to reduce their current load, therefore, due to the possibility of using elements at a lower installed capacity and with a lower price.

По сравнению с прототипом могут быть снижены весогабаритные показатели заявляемой лампы (до 7%) за счет оптимизации конструкции. Уменьшение весогабаритных показателей гибридной электронной люминесцентной лампы существенно расширяет ее область применения.Compared with the prototype, the overall dimensions of the inventive lamp can be reduced (up to 7%) due to the optimization of the design. The decrease in weight and dimensions of the hybrid electronic fluorescent lamp significantly expands its scope.

Claims

A hybrid electronic fluorescent lamp containing a housing with a socle for connection to the mains, a discharge flask, an electronic ballast with an inductor made in the form of an inductor with a core located in close proximity to the discharge bulb on its axis of symmetry.