RU103978U1

RU103978U1 - HYBRID INTEGRATED COMPACT LUMINESCENT LAMP

Info

Publication number: RU103978U1
Application number: RU2010151076/07U
Authority: RU
Inventors: Евгений Михайлович Силкин; Федор Дмитриевич Кудашкин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Силовая электроника"
Priority date: 2010-12-13
Filing date: 2010-12-13
Publication date: 2011-04-27

Abstract

Гибридная интегрированная компактная 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 непосредственной близости от разрядной колбы на ее оси симметрии и закрытым отражателем. A hybrid integrated compact fluorescent lamp containing a housing with a socle for connecting to the mains, a discharge flask, an electronic ballast with an inductor made in the form of an inductor with a core located in the immediate vicinity of the discharge bulb on its axis of symmetry and closed by a reflector.

Description

Полезная модель относится к светотехнике и приборостроению и может быть использована при проектировании новых энергоэффективных люминесцентных газоразрядных источников света. Полезная модель направлена на увеличение светоотдачи интегрированной компактной 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 aims to increase the light output of an integrated compact fluorescent lamp.

Известна интегрированная компактная люминесцентная лампа, содержащая корпус с цоколем для подключения к питающей сети. разрядную колбу и электронный пускорегулирующий аппарат с дросселем (Источники света. Каталог. - OSRAM, 2009. - С.3.11).An integrated compact fluorescent lamp is known, comprising a housing with a base for connecting to a power supply network. a discharge flask and an electronic ballast with a throttle (Light sources. Catalog. - OSRAM, 2009. - P.3.11).

Недостатком интегрированной компактной люминесцентной лампы является низкая светоотдача, 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, рассеиванием светового потока от внутренних поверхностей разрядной колбы.The disadvantage of an integrated compact fluorescent lamp is its low light output, which is caused by significant losses in the discharge bulb and electrodes at a given brightness of the lamp, insufficient efficiency applied in the lamp, the principle of converting the electrical energy of the conduction current into light energy, and scattering of the light flux from the inner surfaces of the discharge bulb.

Известна интегрированная компактная 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 integrated compact fluorescent lamp containing a housing with a socle for connecting to the mains, a discharge bulb and an electronic ballast with a choke (Catalog lamp 2009/2010 - GE LIGHTING, 2009. - P.74).

Известна интегрированная компактная 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 integrated compact 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 интегрированная компактная люминесцентная лампа является наиболее близкой по технической сущности к полезной модели и выбрана в качестве прототипа.The specified integrated compact fluorescent lamp is the closest in technical essence to a utility model and is selected as a prototype.

Полезная модель направлена на решение задачи увеличения светоотдачи интегрированной компактной люминесцентной лампы, что является целью полезной модели.The utility model is aimed at solving the problem of increasing the light output of an integrated compact fluorescent lamp, which is the purpose of the utility model.

Указанная цель достигается тем, что в гибридной интегрированной компактной 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 и закрыт отражателем.This goal is achieved by the fact that in a hybrid integrated compact 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 the immediate vicinity of the discharge bulb on its axis symmetry and is closed by a reflector.

Существенным отличием, характеризующим полезную модель, является увеличение светоотдачи интегрированной компактной люминесцентной лампы, что достигается за счет принятого нового гибридного принципа преобразования электрической энергии в световую энергию. Световая энергия вырабатывается за счет эффективного использования энергии 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 высокой светоотдачей. Отражатель позволяет перенаправить поток излучения от внутренних поверхностей разрядной колбы, снизить рассеивание потока и дополнительно повысить светоотдачу.A significant difference characterizing the utility model is an increase in the light output of the integrated compact 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 energy 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 light output. The reflector allows you to redirect the radiation flux from the inner surfaces of the discharge flask, reduce the dispersion of the flow and further increase light output.

Повышение светоотдачи гибридной интегрированной компактной люминесцентной лампы, является полученным техническим результатом, обусловленным новым принципом преобразования энергии, особенностями новой конструкции интегрированной компактной люминесцентной лампы, то есть, отличительными признаками полезной модели. Таким образом, отличительные признаки заявляемой гибридной интегрированной компактной люминесцентной лампы являются существенными.The increase in light output of the hybrid integrated compact fluorescent lamp is the technical result due to the new principle of energy conversion, the features of the new design of the integrated compact fluorescent lamp, that is, the hallmarks of the utility model. Thus, the distinguishing features of the claimed hybrid integrated compact fluorescent lamp are essential.

На рисунке приведен пример типовой конструкции гибридной интегрированной компактной люминесцентной лампы.The figure shows an example of a typical design of a hybrid integrated compact fluorescent lamp.

Гибридная интегрированная компактная 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 и закрыт отражателем 6.The hybrid integrated compact fluorescent lamp contains a housing 1 with a cap 2 for connecting to the mains, a discharge bulb 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 the immediate vicinity of the discharge bulb on its axis of symmetry and is closed reflector 6.

Гибридная интегрированная компактная 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 интегрированной компактной 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 3 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 с сердечником 5 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. Отражатель 6 служит для перенаправления потока излучения от внутренних поверхностей разрядной колбы 3. В результате поток излучения гибридной интегрированной компактной люминесцентной лампы не подвергается частичному непроизводительному рассеиванию. Светоотдача устройства существенно возрастает.Hybrid integrated compact 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 the hybrid integrated compact 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 3 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 flask 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 with the core 5 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 of the lamp, ensuring its operability and limiting the conduction current through the discharge bulb 3. Reflector 6 serves to redirect the radiation flux from the inner surfaces of the discharge bulb 3. As a result, the radiation flux of the hybrid integrated compact fluorescent lamp is not subjected to partial unproductive dissipation . The light output of the device increases significantly.

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. Отражатель изготавливается из светоотражающего материала с диэлектрическими свойства. Принцип работы гибридной интегрированной компактной 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 reflector is made of reflective material with dielectric properties. The principle of operation of the hybrid integrated compact fluorescent lamp is not changed.

По сравнению с прототипом существенно увеличивается светоотдача гибридной интегрированной компактной 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. Отражатель эффективно перенаправляет световой поток от внутренних поверхностей разрядной колбы и предотвращает бесполезное рассеивание потока. По сравнению с прототипом светоотдача может возрасти до 115÷125 лм/Вт, что на 50÷60% выше, чем в известных лампах.Compared with the prototype, the light output of the hybrid integrated compact 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 reflector efficiently redirects the luminous flux from the inner surfaces of the discharge bulb and prevents useless diffusion of the flux. Compared with the prototype, light output can increase to 115 ÷ 125 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 интегрированной компактной люминесцентной лампы Срок службы новой гибридной интегрированной компактной 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 integrated compact fluorescent lamp. The service life of a new hybrid integrated compact 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 интегрированной компактной 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 claimed hybrid integrated compact 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, for 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.Compared with the prototype, the overall dimensions of the inventive lamp can be reduced (up to 7%) due to the optimization of the design.

Уменьшение весогабаритных показателей гибридной интегрированной компактной люминесцентной лампы существенно расширяет ее область применения по сравнению с прототипом.The reduction in weight and dimensions of the hybrid integrated compact fluorescent lamp significantly expands its scope in comparison with the prototype.

Claims

A hybrid integrated compact fluorescent lamp containing a housing with a socle for connecting to the mains, a discharge flask, an electronic ballast with an inductor made in the form of an inductor with a core located in the immediate vicinity of the discharge bulb on its axis of symmetry and closed by a reflector.