WO2008011810A1

WO2008011810A1 - Lampe d'éclairage fluorescente à cathode froide et à flux lumineux intense

Info

Publication number: WO2008011810A1
Application number: PCT/CN2007/002187
Authority: WO
Inventors: Shichao Ge
Original assignee: Shichao Ge
Priority date: 2006-07-19
Filing date: 2007-07-18
Publication date: 2008-01-31
Also published as: EP2048692A4; US20120020068A1; US20090230868A1; EP2048692A1; US8427060B2

Description

高光通量冷阴极荧光照明灯技术领域

本发明涉及的是一种高输出光通量的冷阴极荧光照明灯，用于道路照明、隧道照明、广告牌照明、大桥、大厦、商场、广场等需要大光通量照明的场合，可替代现有高压钠灯、高压汞灯、无极灯、金卤灯、大功率热阴极节能灯等；更可制成光色温可调、光强可调、各种不同发光色的灯和可变色灯等。背景技术

现有技术用于路灯等照明的高光通量光源主要有低压钠灯、高压钠灯、高压汞灯、无极灯、金卤灯等。

低压钠灯的灯管明视觉发光效率约 180 lm/W, 但其显色指数甚低，现已较少使用。高压钠灯具有较高的发光效率、其灯管明视觉发光效率为 90— 120 lra/W, 寿命可达 25000小时，是目前路灯、隧道灯的主力军，我国约 80%的路灯用此高压钠灯，但高压钠灯的显色指数很低、仅约 20— 25，色温为 2000— 2400K, 其主要光谱位于黄光，明视觉 /暗视觉比约为 0. 6，灯管暗视觉的发光效率仅约 54— 56 lm/W, 且其物体分辨率低，即物体可见度低，对安全不利；而较高显色指数的白光高压钠灯，灯管发光效率仅 37— 48 lm/W。

高压汞灯发光效率约 50 lm/W, 显色指数约为 45，且寿命短，目前己较少使用。无极灯具有寿命长、显色指数可大于 80，灯系统发光效率（即包括驱动器的损耗）大于 60 lm/W等优点，但其成本高、电磁干扰大等有待解决的问题，使其用途受到极大的限制。

金卤灯的显色指数为 65— 92，灯管发光效率约 72— 95 lm/W, 色温为 3000— 5600K, 其寿命一般为 6000— 20000小时；但其光衰大，光色一致性差，系统发光效率较低，当外电源变化超过 ± 10%、其发光色会变化，其冷端位置、灯的安装方式、也会影响灯的发光色和寿命，其灯的启动时间长达 5— 15分钟、再启动需等待 10— 15分钟后才能再启动，灯管温度很高，钠于石英灯管的迁移、会使灯光变色，石英一金属反应、石英放气等使灯寿命缩短，且成本较高，也难以制成可调光、可变色的灯，目前在路灯、隧道灯等中还较少使用。现有技术的冷阴极荧光灯寿命可长达 2万小时、具有幵关寿命高达一万万次以上、灯的系统发光效率可达 55 lm/W以上、显色指数大于 80等优点，已被广泛应用于液晶显示背照明，同时也已被用于制造 2— 8W小功率螺旋型节能灯。冷阴极荧光灯工作于气体放电的正常辉光放电区，其阴极电位降约 145伏、阳极电位降约 10伏，现有经典理论认为其工作电流一般为 1(^〜10— ²A, (例如见"照明技术手册，朱小清， 2004， p92) _; 一般工作电流为 5mA，若大于 8mA、则放电将进入异常辉光放电区，阴极电位降将迅速提高、导致发光效率下降，同时阴极温度迅速上升、导致阴极溅射迅速加剧、灯寿命缩短，其寿命与电流的平方成反比。现有技术还认为冷阴极荧光灯的最佳发光效率的灯管内径为 1. 2 _2. 0 mm，其外径小于 2— 4. 1 mm, 若用大管径的灯管、其发光效率将会因辐射光子的自吸收加剧、灯管管压降下降而明显下降。据上述现有理论，制造光通量高达几千 lm或更高的大功率、高发光效率的冷阴极荧光照明灯是一个尖端性技术难题，因此，现有技术的冷阴极荧光灯尚不能替代高压钠灯、高压汞灯、无极灯、'全卤灯和大功率热阴极荧光灯，用于道路照明、隧道照明、广告牌照明、大桥、大厦、商场、广场等需要大光通量照明的场合。

此外，霓虹灯与冷阴极荧光灯相似、也属于气体辉光放电发光器件。霓虹灯用粗管径的灯管，较大的灯管工作电流、例如约 25— 60mA，几千至二万伏的工作电压工作，灯管电流密度小，灯管工作温度接近室温，其白光发光效率仅约 15— 30 lm/W, 寿命约为 3000小时；主要用于广告显示，至今还没有能用霓虹灯来制造路灯、隧道灯等用的高光通量高效长寿命照明灯。发明内容

本发明的目的在于克服上述之不足，突破了冷阴极荧光灯只能用细管径灯管制造小功率灯的局限，也突破了霓虹灯发光效率低不能用于普通照明的局限，而提供一种高发光效率的高光通量冷阴极荧光照明灯，其输出光通量可高达 800— 50000 lm或更髙，远高于现有技术的螺旋型冷阴极荧光灯；其灯系统发光效率可髙达 65 lm/W以上、远高于现有技术的霓虹灯、也高于现有技术的螺旋型冷阴极荧光灯；其寿命也远高于现有技术的霓虹灯；且本发明的高光通量冷阴极荧光照明灯可瞬时启动，再启动也无需等待，还可宽范围连续调光，更可制成不同光色温、光色温可调、各种不同发光色的灯和可变色灯等。

本发明的实施方案如下：本发明提供的高光通量冷阴极荧光照明灯，包括：

至少一支冷阴极荧光灯管；一个用于安装灯管的固定装置；

至少一个驱动器及其外壳；和

一个电连接装置；

所述驱动器的输入端经引线和电连接装置相连，用于连接外电源，其输出端经引线与所述冷阴极荧光灯管的电极相连;所述灯管的固定装置和驱动器外壳把所述至少一支冷阴极荧光灯管、驱动器和电连接装置相互连接成一个照明灯,其特征在于：

所述的至少一支冷阴极荧光灯管为管径 5— 16mm的大管径冷阴极荧光灯管，灯管二端电极之间的灯管长度为灯管管径的 200— 1000倍；灯管电极发射电子的面积为

100- 2000mm²，电极发射电流与电极电子发射面积之比为 0. 01-0. 2mA/mm²，所述冷阴极荧光灯管的工作电流密度为 0. 8— 8 iriA/mm²; 工作频率为 50Hz— 100kHz。

所述冷阴极荧光灯管被排列于至少一个平面、曲面或圆柱面上，相互靠近排列的灯管为平行排列、单层交替排列、二层和多层平行排列或交叉排列；所述冷阴极荧光灯管被弯成为相互靠近排列的至少二段，或二支或二支以上的冷阴极荧光灯管被相互靠近排列，其相邻灯管的间距小于灯管外径的 5倍。

所述的冷阴极荧光灯管为 "U"型、多 "U"型、桥接多 "U "型、 "H"型、多 "H" 型、蛇型、 " D"型、直管型、圆角方型、圆角长方型、圆型、盘香型、单或双螺旋型、平板单或双螺旋型中的至少一种几何形状。

所述的冷阴极荧光灯管的两端各有至少一个电极，电极为现有冷阴极荧光灯管电极或霓虹灯管电极中的一种；所述电极所在处的玻璃管与灯管发光部分的玻璃管处于同一平面或同一曲面上，或向后弯曲位于灯管的后方；所述电极所在处的玻璃管外径为灯管发光部分的玻管外径的 1一 5倍，以容纳足够大面积的电极。

所述平板单或双螺旋型冷阴极荧光灯管为灯管一前一后交替绕制被排列于两个平面或曲面上，前后两层冷阴极荧光灯管之间设有用于提高灯管机械强度的至少一个条状或柱状固定物，该柱形固定物为由玻璃、钢化玻璃、金属、塑料或陶瓷制成；所述条状或柱形固定物和所述灯管之间垫有固定缓冲层。

所述螺旋型冷阴极荧光灯管为柱型、宝塔型、锥型或球型灯管，其驱动器外壳顶部与螺旋型灯管的至少一圈之间，设有用于固定所述灯管的粘结胶层；所述灯管电极处的玻璃管的轴线平行或垂直螺旋型灯管螺旋部分的中心轴或大体上顺着螺旋的方向安置。所述的冷阴极荧光灯管为软玻璃或硬玻璃材质的冷阴极荧光灯管；所述的冷阴极荧光灯管为至少二支时，所述至少二支灯管为发相同光色的灯管或发不同光色的灯管；为发不同发光色的灯管时、其中一支发低色温光，另一支发兰绿色光或发高色温光。

所述的冷阴极荧光灯管带有高温汞齐。

所述固定装置由金属、金属丝、塑料、玻璃或陶瓷制成，所述的缓冲层，为用于固定所述灯管的软胶或机械件。

所述的驱动器为 DC/AC或 AC/AC变换器，用于将输入的交流电或直流电或高频电转换为适合于所述冷阴极荧光灯管工作的工作电压，所述工作电压为 400- 3000V; 其中，当驱动器的输入和输出均为 50或 60Hz的工频时，所述驱动器为漏磁变压器，以产生适合于所述冷阴极荧光灯管工作的工作电压；当驱动器的输入为直流电或 50或 60Hz的交流市电、输出为高频电时，所述驱动器为电子 DC/AC或 AC/AC变换器；

所述冷阴极荧光灯管用交流电工作，灯管两端的电极、阴极和阳极交替工作，所述驱动器的输出电流保证所述冷阴极荧光灯管达到所需的 0. 8— 8 mA/mm²工作电流密度。

所述驱动器与所述冷阴极荧光灯管及所述固定装置组装成一体，或者所述灯管与驱动器分开安装，或者将所述驱动器的一部分、例如高压变压器及其附件与所述灯管和所述固定装置组装成一体，所述驱动器的其它部分分开安装。

所述驱动器还包括有控制所述灯管的开和关、调光、调色、变色或时间的程控电路和 /或由红外、射频、光控和声控组成的遥控装置。

所述固定装置由金属、塑料、玻璃或陶瓷制成。

所述固定缓冲层为软胶、硅胶、环氧树脂、塑料、紫外固化胶的机械连接件实现的缓冲层。本发明提供的高光通量冷阴极荧光灯路灯，包括:

至少一支冷阴极荧光灯管；一个固定灯管和将其与灯具连接的固定装置；

至少一个光反射器；一个透光罩；

至少一个冷阴极荧光灯管的驱动器；一个灯外壳；至少一个电连接器；

一个外电源电连接装置；

至少一个路灯的固定装置；其特征在于，

所述的灯外壳把所述冷阴极荧光灯管、光反射器、灯管的固定装置、透光罩、驱动器、外电源电连接装置以及固定装置相互连接成一个整灯；所述驱动器的输入端经引线和电连接装置相连，用于连接外电源，其输出端经引线与所述冷阴极荧光灯管的电极相连；所述的至少一支冷阴极荧光灯管为管径 5— 16mm的大管径冷阴极荧光灯管，灯管二端电极之间的灯管长度为灯管管径的 200— 1000 倍；灯管的电极的电子发射面积为 100-2000mm², 电极发射电流与电极电子发射面积之比为 0. 01-0. 2mA/rran²，所述冷阴极荧光灯管的工作电流密度为 0. 8— 8 mA/mm²; 工作频率为 50Hz— 100kHz。所述的驱动器被制成一个整体安装在灯外壳内，或被分为二部分,其中一部分与灯管和固定装置安装在一起，另一部分安装在路灯外壳的其它地方；所述驱动器的二部分之间 *电连接器或连接线相连接。

所述的光反射器位于所述冷阴极荧光灯管的侧面、顶部或四周，由高反射率的铝、铝合金、高反射率合金或金属、塑料材质的加高反射率层制成。

所述的透光灯罩为平面、曲面、柱面或锥面，由玻璃、钢化玻璃、安全玻璃或塑料材质的灯罩；其内或外表面上设有小透镜或小棱镜的光学结构。

所述的灯外壳为金属或塑料材质的外壳，其形状按需要设计成不同的形状。

所述的灯外壳和透光罩之间为防水、防雨密封或有密封圈或密封胶。本发明提供的高光通量冷阴极荧光广告照明灯，包括：

至少一个高光通量光源；

一个光源的固定装置；

一个光反射器；

一个透光罩； .

至少一个光源的驱动器；一个灯外壳； '

一个电连接装置和

一个灯的固定装置；其特征在于，

所述的高光通量光源包括至少一支冷阴极荧光灯管；所述高光通量光源的开关寿命在一千万次以上、可瞬时开和瞬时关、可调光、可发出白光和 /或红蓝绿黄橙多种单色光及它们混合色光的高光通量静态或动态光源；所述至少一支冷阴极荧光灯管由一个照明控制系统控制，其光亮度、色彩和它们的变化按照明控制系统设定程序变化；所述的灯外壳为金属或塑料材质的外壳，所述至少一支冷阴极荧光灯管、光反射器、透光罩、驱动器、灯固定装置和电连接装置相互连接位于外壳内；

所述的至少一支冷阴极荧光灯管为管径 5— 16mm的大管径冷阴极荧光灯管，灯管二端电极之间的灯管长度为灯管管径的 200— 1000 倍；灯管的电极的电子发射面积为 100-2000mm², 电极发射电流与电极电子发射面积之比为 0. 01- 0. 2mA/mni²，所述冷阴极荧光灯管的工作电流密度为 0. 8—8 mA/ram²; 工作频率为 50Hz— 100kHz。所述的光反射器为宽幅或高幅照明反射器，其为高反射率的铝、铝合金、高反射率合金或金属材质的反射器，或为塑料加高反射率层制成的反射器。本发明的高光通量冷阴极荧光广告照明灯应用于静态或动态广告照明；所述静态广告照明包括：静态白光广告照明；不同色温的白光广告照明；发红、蓝、绿或黄单色或它们的混合色光亮的广告照明；所述动态广告照明包括：动态白光广告照明；不同色温的白光广告照明；发红、蓝、绿或黄单色或它们的混合色的变色广告照明；发红、蓝、绿或灰度变色的全彩广告照明、闪烁广告照明或跳跃广告照明、左右扫描广告照明、自左或右逐个点亮至全屏亮广告照明、亮度按控制系统设定的节能广告照明。

所述高光通量冷阴极荧光广告照明灯安装在广告牌的上下或四周，或上下左右配合安装，其动态照明被存贮在照明控制系统内，以供用户选用；所述的照明控制系统的控制信号经引线送到大功率动态照明光源，由外电源为所述髙光通量冷阴极荧光广告照明灯提供按所设定程序工作的电压。

本发明所述的高光通量冷阴极荧光照明灯可用于制造路灯，用于道路、商场、车间、庭园、大厦、隧道、广告、停车场等照明。

本发明所述的冷阴极荧光照明灯可用于制造静态或动态照明灯，用于静态或动态广告、庭园、大厦等照明，也可用于光色温可按需要变化的道路、商场、车间、隧道、停车场、家庭等照明。

本发明与现有技术相比，具有输出光通量大、光显色指数高、光可见度高、发光效率高、寿命长、开关寿命特长、可宽范围连续调光、成本低、可制成 2000— 8000K的各种色温的灯、也可制成光色温可调的灯、各种不同色的光的灯、可变色灯等优点，可用于道路照明、隧道照明、广告牌照明、大桥、大厦、商场、办公室、广场等需要大光通量的照明和家庭照明等。附图说明：

图 1为本发明的高光通量冷阴极荧光照明灯的一个实施例的结构示意图。

图 2为图 1的 A-A剖面图。

图 3为图 1的 B- B剖面图。

图 4为图 1所示的灯的 B- B剖面的又一种结构的示意图。

图 5为本发明的高光通量冷阴极荧光照明灯的又一个实施例的结构示意图。

图 6为本发明的高光通量冷阴极荧光照明灯的灯管的又一个实施例的结构示意图。图 7为本发明的高光通量冷阴极荧光照明灯的又一个实施例的结构示意图。

图 8为本发明的高光通量冷阴极荧光照明灯的又一个实施例的结构示意图。

图 9为图 8所示的灯的 C-C剖面的又一种结构的示意图。

图 10为图 8所示的灯的 C- C剖面的又一种结构的示意图。

图 11为图 8所示的灯的 C-C剖面的又一种结构的示意图。

图 12为本发明的高光通量冷阴极荧光照明灯的又一个实施例的结构示意图。

图 13为图 12所示的灯的 E-E剖面的一种结构的示意图。

图 14为本发明的高光通量冷阴极荧光照明灯的又一个实施例的结构示意图。

图 15为本发明的高光通量冷阴极荧光灯路灯的一个实施例的结构示意图。

图 16为本发明的高光通量冷阴极荧光灯路灯的又一个实施例的结构示意图。

图 17为本发明的高光通量冷阴极荧光灯路灯的又一个实施例的结构示意图。

图 18为本发明的高光通量冷阴极荧光灯广告照明灯的一个实施例的结构示意图。图 19为本发明的高 «量冷阴极荧光灯广告照明灯的又一个实施例的结构示意图。图 20为本发明的高光通量冷阴极荧光灯广告照明灯的控制系统一个实施例的示意图。具体实施方式

图 1为本发明的高光通量冷阴极荧光照明灯的一个实施例的结构示意图。它包括有至少一支大管径冷阴极荧光灯管 1，一个安装灯管的固定装置 2，至少一个驱动器 3及其外壳 4和一个电连接装置 5; 所述的大管径冷阴极荧光灯管 1的灯管外径为 5— 16mm，灯管二端电极之间的灯管长度为灯管外径的 200— 1000倍，所述的灯管 1的电极 6的电子发射面积为 100-2000 ram², 阴极发射电流与阴极电子发射面积之比为 0. 01-0. 2 mA/mra², 所述的电极电子发射面积为电极作阴极时发射电子的面积。灯管工作频率为 50Hz— 100kHz, 灯管 1 的管电流密度为 0. 8—8 mA/腿 ²。

所述大管径冷阴极荧光灯管被弯成为相互靠近排列的至少二段、二支或二支以上的冷阴极荧光灯管被相互靠近排列，相邻灯管的间距小于灯管外径的 5倍。相互靠近的灯管在工作时、灯管可相互加热,按灯管设计功率选取适当的灯管管径、管间距、管电流、灯管的散热条件和灯管充气的种类和气压，使灯管工作于其较佳温度，以得到高发光效率。所述灯管的每一支灯管 1的两端各有至少一个电极 6，所述电极 6可为现有冷阴极荧光灯管电极或霓虹灯管电极中的一种，电极所在处的玻管 7直径为发光部分的玻管直径的 1一 5 倍，可容纳足够大面积的电极，使灯管工作时，电极可提供按设计要求的电流，而电极的工作温度不会过高、不会危及灯管的使用寿命、不会使阴极电位降升高导致灯管发光效率明显下降、不会因阴极溅射加速汞的消耗而使灯管寿命缩短。如，灯管电极发射电子的面积为 100- 2000mm²，电极发射电流与电极发射面积之比为 0. 01-0. 2mA/ran²。所述电极所在处的玻璃管 7与灯管 1在同一平面或曲面上。所述驱动器 3的输入端经引线 8和电连接装置 5相连，用于连接外电源，其输出端经引线 9与所述荧光灯管 1的电极 6相连，所述驱动器 3把输入的外电压转变成适合冷阴极荧光灯管工作的工作电压，当外电源接通时，其输出即可点亮所述灯管 1。所述的驱动器 3为 DC/AC, AC/AC变换器；所述驱动器 3可把输入的交流电压例如 110至 230V、 50或 60HZ的交流市电，或 4伏至 400伏的直流电或高频电转变成适合于荧光灯管 1工作的电压，例如为 50Hz-100kHz、 400- 3000V的电压；当用 50或 60Hz的工频工作时、驱动器 3可用漏磁变压器产生高压，当用 20kHz至 100 kHz 的高频工作时、驱动器 3为电子 DC/AC或 AC/AC变换器；所述驱动器 3的输出电流按灯管 1所需的工作电流密度设计。

如图 1所示，所述至少一支大管径冷阴极荧光灯管 1、一个固定装置 2和一个驱动器 3及其外壳 4和一个电连接装置 5可组合为一体成为一个整灯。所述安装灯管及其与灯具连接固定的装置 2把所述灯管固定、并用于和灯具连接，它由金属、金属丝、塑料、玻璃或陶瓷制成，其结构可按灯具要求设计，所述固定装置 2上可有至少一个螺丝孔 10或至少一个插销 11用于和灯具连接。所述固定装置 2与灯管 1的接触处 12为软接触，例如为软的胶、硅胶、环氧树脂、硅橡胶、塑料、紫外线固化胶或机械件，以保证灯和灯具在热胀冷缩时不会损坏，并有良好的机械强度和耐震动耐冲击性能；所述固定灯管及其与灯具连接固定装置 2同时用于把灯管和灯具、包括灯外壳、透光灯罩、光反射器等的连接，其结构可按灯具要求设计。所述电连接装置 5为现有灯的各种电连接装置中的一种。

图 1所示的被相互靠近排列的大管径冷阴极荧光灯管 1为直管形或蛇形灯管，被排列在至少一个平面或曲面上，图 1所示为排列在一个平面的例子；所述的至少一支冷阴极荧光灯管 1的各灯管可平行排列、单层交替排列、二层和多层平行排列或交叉排列，图 1所示为单层平行排列的例子。

所述至少一支大管径冷阴极荧光灯管的灯管为真空密封的灯管，由软玻璃或硬玻璃制成。灯管内充有氖、氩、汞或氙等放电气体，也还可含有其它、例如氦、氪等惰性气体。灯管管壁上有光致发光材料层，把气体放电产生的紫外线转变成所需的可见光。

所述的至少一支大管径冷阴极荧光灯管 1可为相同发光色或不同发光色的。在不同发光色时，至少一支为低色温的，另有至少一支为兰绿色的，或至少一支为低色温的、另至少一支为高色温的，或有至少各一支为红、兰、绿或其它色的。

所述的驱动器 3还可包括有调光、调色、变色或时间程控电路、以制成有调光、调色、变色灯或程控灯。所述驱动器 3还可包括有红外、射频、光控、声控等遥控装置、以制成遥控开和关、调光、调色或变色灯。

图 2为图 1的 A- A剖面图。如图 2所示、固定装置 2与灯管 1的接触处 12为软接触，例如为软的胶、硅胶、环氧树脂、硅橡胶、塑料、紫外线固化胶或机械卡口（12a)，以保证灯和灯具在热胀冷缩时不会损坏，并有良好的机械强度和耐震动耐冲击性能；所述固定装置 2的面向灯管一面有光反射层 13。图 2中其它数字所代表的意义与图 1中的相同。

图 3为图 1的 B-B剖面图，图 3中的数字所代表的意义与图 1中的相同。

图 4为图 1所示的灯的 B-B剖面的又一种结构的示意图。其特征在于其灯管的固定装置为灯管四周的凹形框 2a。图 4中其它数字所代表的意义与图 1中的相同。

图 5为本发明的高光通量冷阴极荧光照明灯的又一个实施例的结构示意图。所述的大管径冷阴极荧光灯管 1被弯成为相互靠近排列的至少二段，其灯管间距（如图 5中 D所示）小于灯管外径的五倍，所述的灯管 1为桥接多 "U"型，图 5中 14为灯管的桥接处，桥接的端部 14a可作为灯管的冷端。图 5中其它数字所代表的意义与图 1中的相同。

图 6为本发明的高光通量冷阴极荧光照明灯的灯管的又一个实施例的结构示意图。所述的灯管 1为灯管一前一后交替绕制的平面单螺旋型，所述灯管还可为平面双螺旋型，图 6 所示为平面单螺旋型；图 6 (A)为其正视图，（B)为其侧视图，（C)为其底视图；图中 la和 lb 为前后二层灯管，二层灯管之间可有至少一个固定物 15以提高灯管的机械强度，所述固定物例如为条状或柱状固定物、由玻璃、钢化玻璃、金属、塑料或陶瓷制成，所述固定物和灯管之间有软胶 12b、例如为软硅胶、环氧树脂、硅橡胶、紫外线固化胶或塑料等。图 6中其它数字所代表的意义与图 1中的相同。

图 7为本发明的高光通量冷阴极荧光照明灯的一个实施例的结构示意图。所述至少一支大管径冷阴极荧光灯管 1、固定装置 2和一个电连接器 5组合为一体，驱动器 3可与灯管 1安装在一起构成一体式灯，也可分开安装构成分体式灯，也可将驱动器的一部分（如图 7中 3a所示）、例如高压变压器及其附件（例如电感和电容）、与灯管安装在一起，驱动器的其它部分（如图 7中 3b所示）安装在灯具的其它地方，例如灯具的连接头 16内，引线 17为驱动器二部分之间的连接线， 18为引出线、用于连接外电源。图 7中其它数字所代表的意义与图 1 中的相同。

图 8为本发明的高光通量冷阴极荧光照明灯的又一个实施例的结构示意图。所述的至少一支冷阴极荧光灯管 1被排列于至少一个曲面或圆柱面上，图 8所述的灯管 1为多 "U" 形桥接灯管并被排列成圆形，其 C-C剖面如图 9、 10、 11所示，这些被相互靠近排列的大管径冷阴极荧光灯管 1为多 "U"型或桥接多 "U"型。

所述灯管由上固定装置 2b和下固定装置 2c固定，灯管与固定装置之间有胶 12b，上固定装置 2b可为一圆管或圆柱，由玻璃、塑料、金属、陶瓷制成；下固定装置 2c为驱动器外壳 4的顶盖，由塑料或陶瓷制成。图 8中所示的灯管的电极 6为带有瓷帽 19的霓虹灯电极。

所述驱动器 3与外壳 4、灯管 1和电连接器 5可组合为一体成为一个整灯，也可与灯管分开安装成为分体式灯，也可将驱动器 3的一部分、例如高压变压器及某附件（例如电感和电容）与灯管安装在一起，驱动器的其它部分安装在灯具的其它地方。

所述电极所在处的玻管 7与灯管 1在同一平面或曲面上，也可弯曲向后位于灯管的后方。图 8中其它数字所代表的意义与图 1和 5中的相同。

图 9为图 8的 C-C剖面的结构示意图，图中虚线 20表示" U"形灯管的顶部弯曲部分。图 9中的数字所代表的意义与图 8中的相同。

图 10为图 8的又一 C-C剖面的结构示意图。其特征在于所述灯管为桥接多 "U"型，图中虚线 20表示" U"形灯管的顶部弯曲部分， 14为桥接处，灯管的电极部分 7被安置于圆形排列的灯管的内部，所述至少一支灯管的至少一个电极 6附近或灯管的其它部分带有高温汞齐 21。图 10中的数字所代表的意义与图 8、 9中的相同。图 11为图 8的又一 C-C剖面的结构示意图。其特征在于灯管的电极部分 7和灯管 1的一部分 lc被安置于圆形排列的灯管的内部。图 11中的数字所代表的意义与图 9中的相同。

图 12为本发明的高光通量冷阴极荧光照明灯的又一个实施例的结构示意图。图 12所示为分体式灯的例子，即驱动器的一部分 3a、例如高压变压器及其附件与灯管 1安装在一起、构成一个可装卸的灯 23; 驱动器的另一部分 3b则安装在灯具的其它地方。所述灯管 1 由上固定装置 2b和下固定装置 2c固定，灯管与固定装置之间有胶 12b，上固定装置 2b可为一小圆管、小圆柱或小金属片加胶 12b构成，所述小圆管、小圆柱由玻璃、塑料、金属、陶瓷制成；下固定装置 2c为驱动器外壳 4的顶盖，所述驱动器的外壳 4及其顶盖 2c由塑料、陶瓷或金属制成；所述可装卸的灯 23和驱动器的一部分 3b之间有引线 25和灯插座 26连接。 27为驱动器 3的电输入线， 28为连接外电源的电连接装置。

图 13为图 12所示的灯的 E-E剖面的结构的示意图。所述的灯管 1的排列方式如图 12、 13所示，由至少两个弯曲两次的 "U"型灯管（如图 13中 29所示）相互桥接或 "U"型连接而成，图中 20代表灯管的上部弯曲处， 24代表灯管的下部弯曲处， 14为桥接处；其驱动器可与灯管一起构成一个整灯、也可为分体式的。 29代表灯管制造时的一个单元，即弯曲二次的 "U"型灯管，灯管内侧二灯管之间由上固定装置 2b相互固定。图 13中的数字所代表的意义与图 12中的相同。

图 14为本发明的高光通量冷阴极荧光照明灯的另一个实施例的结构示意图。所述的灯管 1为宝塔型双螺旋型灯管，为保证灯管有足够的机械强度，所述驱动器外壳 4的顶部 2c的两侧有用于安装灯管电极部分的孔 22，其顶部有凸出部分 2d与螺旋型灯管的至少一圈螺旋灯管之间至少有一处用胶 12b相互固定。所述灯管电极处的玻璃管 7的轴线平行或垂直于螺旋型灯管螺旋的轴 30或大体上顺着螺旋管的方向安置，图 14所示为平行灯轴的例子。

图 15为本发明的高光通量冷阴极荧光照明灯用于路灯的一个实施例的结构示意图。图 15中 (A)为本发明的冷阴极荧光路灯的正视图，（B)为其侧视图；它包括至少一支高光通量冷阴极荧光灯管 1，其形状可为本发明的各种灯管中的一种，图 15所示为如图 6所示的平板单螺旋型灯管；一个灯管的固定装置 2，一个光反射器 31，一个灯外壳 32，一个透光罩 33，至少一个驱动器 3，一个外电源电连接装置 18a、所述电连接装置 18a例如为电连接器或外电源连接电缆，图 15所示为连接电缆的例子，用于连接外电源；一个路灯固定装置 34用于把所述冷阴极荧光路灯固定在路灯支柱上、隧道灯架上或其它灯具上；所述灯外壳 32把所述高光通量冷阴极荧光灯管 1、光反射器 31、灯管的固定装置 2、透光罩 33、驱动器 3、外电源电连接装置 18a以及路灯固定装置 34连接成为一个整灯；驱动器 3的输入端经电连接电缆 18a与外电源连接，其输出端引线 9与高光通量冷阴极荧光灯管 1的电极 6相连，接通外电源即可点亮所述冷阴极荧光路灯。

所述灯管 1的安置方向与路灯轴 35垂直，也可与路灯轴 35平行、如图 16所示.

所述驱动器 3还可包括有灯亮度按时间设定变化的程序电路、以节约照明用电。

所述光反射器 31按输出光分布的要求设计，位于所述冷阴极荧光灯管的侧面、顶部或四周，由高反射率的铝、铝合金、高反射率合金或金属、塑料等加高反射率层制成。

所述透光灯罩 33可为平面、曲面、柱面或锥面，由玻璃、钢化玻璃、安全玻璃或塑料制成，其内或外表面上还可有一系列小透镜或小棱镜灯光学结构 36以改进输出光的分布。

所述灯外壳 32由金属或塑料制成；所述灯外壳 32与透光罩 33之间有密封圈或密封胶 37、构成一个密封腔体以适应室外应用，所述透光罩 33与灯外壳 32之间可有机械卡扣和铰链（如图 16中 38所示）相互固定和方便打开维修；所述灯外壳 32和透光罩 33可按需要设计成不同的形状。图 15中其它数字的意义与图 1和 6中的相同。

图 16为本发明的高光通量冷阴极荧光照明灯用于路灯的又一个实施例的结构示意图。所述冷阴极荧光灯管为如图 1所示的蛇型灯管，灯管与路灯轴 35平行安装。图 16 中其它数字的意义与图 1和 15中的相同。

图 17 为本发明的高光通量冷阴极荧光照明灯用于路灯的又一个实施例的结构示意图。其特征在于所述高光通量冷阴极荧光灯 39为如图 14所示的单层双螺旋型冷阴极荧光灯；所述灯外壳 32由路灯顶盖 32a、底座 32c和二者之间的连接柱 32b构成；透光罩为锥型或柱型透光罩 33; 透光罩 33与顶盖 32a为防水密封；灯的外壳 32和透光罩 33 可按需要设计成其它形状。图 17中其它数字所代表的意义与图 16、 14中的相同。

图 18为本发明的高光通量冷阴极荧光广告照明灯的一个实施例的结构示意图。图中 (A)为其正视图，（B)为其侧视图；它包括有至少一支高光通量冷阴极荧光灯 1，图 18所示为有三支相同发光色或不同发光色的冷阴极荧光灯管的例子，例如各至少一支红蓝绿的灯管（la、 lb、 lc) ；一个灯的固定装置 40; 所述驱动器 3接收由广告照明控制系统 (如图 19中 41所示）传来的信号去控制所述各冷阴极荧光灯管亮或不亮、或输出不同色不同强度的光；从而构成光亮度、色彩和它们的变化按照明控制系统设定程序变化的动态照明或亮度按控制系统设定程序调节的节能照明；图 18所示的灯也可用于静态照明。图 18中其它数字所代表的意义与图 15中的相同。图 19为本发明的高光通量冷阴极荧光广告照明灯的又一个实施例的结构示意图。图 19中 (C)为其正视图，（D)为其侧视图；其特征在于所述的高光通量冷阴极荧光灯管 1 为三支（ld、 le、 If )排列于同一平面或曲面上的如图 6所示的平面螺旋型灯管的例子, 图 19所示为在同一平面上的例子。所述三支灯管可为相同发光色或不同发光色的。图 19 中其它数字所代表的意义与图 15、 18中的相同。

图 20为本发明的高光通量冷阴极荧光广告照明灯的一种电路系统示意图。一个照明系统至少包括有一个可变色动态广告照明灯 42，一个照明控制系统 41， 43代表被照明的广告牌、大厦、景点等；所述至少一个可变色动态广告照明灯 42可安装在被照物 43的下方或上方、或下上方、或四周； 44为外电源，所述外电源可为直流或交流电，例如从太阳能电池板及其蓄电池来的直流电、或市电来的工频交流电；所述照明控制系统 41的输出经至少一条电连接线 45把电功率和控制信号送到该照明系统的各个可变色动态广告照明灯 42; 所述至少一个可变色动态广告照明灯和照明控制系统构成一个动态广告照明系统。

所述照明控制系统 41中可存贮有多种照明方式的程序供用户选用。例如：白光照明、不同色温的白光照明、光亮度变化的照明、亮度按时间设定的节能照明、闪烁跳跃照明、左右扫描照明、自左或右逐个点亮至全屏亮照明、红蓝绿等色的变色照明、红蓝绿灰度变色的全彩照明、红蓝绿闪烁或跳跃照明等等；在有上下或四周都有照明灯时，更可上下左右配合变化。接通外电源 44、所述动态照明系统即可按所设定的程序工作。图 20 中其它数字所代表的意义与图 19中的相同。

本发明要求保护的范围不限于本文中介绍的各实施例，涉及的专门技术是本专业一般人员所熟悉的，因此只要了解本实用新型的内容和特性，可以做各种形式的变换和代换。

Claims

权利要求

1、一种高光通量冷阴极荧光照明灯，包括：

至少一支冷阴极荧光灯管；一个用于安装灯管的固定装置；

至少一个驱动器及其外壳；和一个电连接装置；

所述驱动器的输入端经引线和电连接装置相连，用于连接外电源，其输出端经引线与所述冷阴极荧光灯管的电极相连；所述灯管的固定装置和驱动器外壳把所述至少一支冷阴极荧光灯管、驱动器和电连接装置相互连接成一个照明灯,其特征在于：

所述的至少一支冷阴极荧光灯管为管径 5— 16ram的大管径冷阴极荧光灯管，灯管二端电极之间的灯管长度为灯管管径的 200— 1000倍；灯管电极发射电子的面积为 100- 2000圆²，电极发射电流与电极电子发射面积之比为 0. 01-0. 2mA/議 ²，所述冷阴极荧光灯管的工作电流密度为 0. 8— 8 raA/mm²; 工作频率为 50Hz— 100kHz。

2、根据权利要求 1所述的高光通量冷阴极荧光照明灯，其特征在于，所述冷阴极荧光灯管被排列于至少一个平面、曲面或圆柱面上，相互靠近排列的灯管为平行排列、单层交替排列、二层和多层平行排列或交叉排列；所述冷阴极荧光灯管被弯成为相互靠近排列的至少二段，或二支或二支以上的冷阴极荧光灯管被相互靠近排列，其相邻灯管的间距小于灯管外径的 5倍。

3、根据权利要求 1或 2所述的高光通量冷阴极荧光照明灯，其特征在于，所述的冷阴极荧光灯管为 "U"型、多 "U"型、桥接多 "U"型、 "H"型、多 "H"型、蛇型、 "D" 型、直管型、圆角方型、圆角长方型、圆型、盘香型、单或双螺旋型、平板单或双螺旋型中的至少一种几何形状。

4、根据权利要求 1或 2所述的高光通量冷阴极荧光照明灯，其特征在于，所述的冷阴极荧光灯管的两端各有至少一个电极，电极为现有冷阴极荧光灯管电极或霓虹灯管电极中的一种；所述电极所在处的玻璃管与灯管发光部分的玻璃管处于同一平面或同一曲面上，或向后弯曲位于灯管的后方；所述电极所在处的玻璃管外径为灯管发光部分的玻管外径的 1一 5倍，以容纳足够大面积的电极。

5、根据权利要求 3所述的高光通量冷阴极荧光照明灯，其特征在于，所述平板单或双螺旋型冷阴极荧光灯管为灯管一前一后交替绕制被排列于两个平面或曲面上，前后两层冷阴极荧光灯管之间设有用于提高灯管机械强度的至少一个条状或柱状固定物，该柱形固定物为由玻璃、钢化玻璃、金属、塑料或陶瓷制成；所述条状或柱形固定物和所述灯管之间垫有固定缓冲层。

6、根据权利要求 1所述的高光通量冷阴极荧光照明灯，其特征在于，所述螺旋型冷阴极荧光灯管为柱型、宝塔型、锥型或球型灯管，其驱动器外壳顶部与螺旋型灯管的至少一圈之间，设有用于固定所述灯管的粘结胶层；所述灯管电极处的玻璃管的轴线平行或垂直螺旋型灯管螺旋部分的中心轴或大体上顺着螺旋的方向安置。

7、根据权利要求 1所述的高光通量冷阴极荧光照明灯，其特征在于，所述的冷阴极荧光灯管为软玻璃或硬玻璃材质的冷阴极荧光灯管。

8、根据权利要求 1所述的高光通量冷阴极荧光照明灯，其特征在于，所述的冷阴极荧光灯管为至少二支时，所述至少二支灯管为发相同光色的灯管或发不同光色的灯管；为发不同发光色的灯管时、其中一支发低色温光，另一支发兰绿色光或发高色温光。

9、根据权利要求 1所述的高光通量冷阴极荧光灯，其特征在于，所述的冷阴极荧光灯管带有高温汞齐。

10、根据权利要求 5所述的高光通量冷阴极荧光照明灯，其特征在于，所述固定装置由金属、金属丝、塑料、玻璃或陶瓷制成，所述的缓冲层，为用于固定所述灯管的软胶或机械件。

11、根据权利要求 1所述的高光通量冷阴极荧光照明灯，其特征在于，所述的驱动器为 DC/AC或 AC/AC变换器，用于将输入的交流电或直流电或高频电转换为适合于所述冷阴极荧光灯管工作的工作电压，所述工作电压为 400-3000V; 其中

当驱动器的输入和输出均为 50或 60Hz的工频时，所述驱动器为漏磁变压器，以产生适合于所述冷阴极荧光灯管工作的工作电压；

当驱动器的输入为直流电或 50或 60Hz的交流市电、输出为高频电时，所述驱动器为电子 DC/AC或 AC/AC变换器；

所述冷阴极荧光灯管用交流电工作，灯管两端的电极、阴极和阳极交替工作，所述驱动器的输出电流保证所述冷阴极荧光灯管达到所需的 0. 8-8 mA/mm²工作电流密度。

12、根据权利要求 1或 11所述的高光通量冷阴极荧光照明灯，其特征在于，所述驱动器与所述冷阴极荧光灯管及所述固定装置组装成一体，或者所述灯管与驱动器分开安装，或者将所述驱动器的一部分、例如高压变压器及其附件与所述灯管和所述固定装置组装成一体，所述驱动器的其它部分分开安装。

13、根据权利要求 1或 11所述的高光通量冷阴极荧光照明灯，其特征在于，所述驱动器还包括有控制所述灯管的开和关、调光、调色、变色或时间的程控电路和 /或由红外、射频、光控和声控组成的遥控装置。

14、根据权利要求 1或 10所述的高光通量冷阴极荧光照明灯，其特征在于，所述固定装置由金属、塑料、玻璃或陶瓷制成。

15、根据权利要求 10所述的高光通量冷阴极荧光照明灯，其特征在于，所述固定缓冲层为软胶、硅胶、环氧树脂、塑料、紫外固化胶的机械连接件实现的缓冲层。

16、一种高光通量冷阴极荧光灯路灯，包括：

至少一支冷阴极荧光灯管；

一个固定灯管和将其与灯具连接的固定装置；

至少一个光反射器；一个透光罩；

至少一个冷阴极荧光灯管的驱动器；一个灯外壳；

至少一个电连接器；

一个外电源电连接装置；

至少一个路灯的固定装置；其特征在于，

所述的灯外壳把所述冷阴极荧光灯管、光反射器、灯管的固定装置、透光罩、驱动器、外电源电连接装置以及固定装置相互连接成一个整灯；所述驱动器的输入端经引线和电连接装置相连，用于连接外电源，其输出端经引线与所述冷阴极荧光灯管的电极相连；所述的至少一支冷阴极荧光灯管为管径 5— 16mm的大管径冷阴极荧光灯管，灯管二端电极之间的灯管长度为灯管管径的 200— 1000 倍；灯管的电极的电子发射面积为 100-2000mm², 电极发射电流与电极电子发射面积之比为 0. 01- 0. 2raA/画 ²，所述冷阴极荧光灯管的工作电流密度为 0. 8— 8 mA/mm²; 工作频率为 50Hz— 100kHz。

17、根据权利要求 16所述的高光通量冷阴极荧光路灯，其特征在于，所述的驱动器被制成一个整体安装在灯外壳内，或被分为二部分,其中一部分与灯管和固定装置安装在一起，另一部分安装在路灯外壳的其它地方；所述驱动器的二部分之间由电连接器或连接线相连接。

18、根据权利要求 16所述的高光通量冷阴极荧光路灯，其特征在于，所述的光反射器位于所述冷阴极荧光灯管的侧面、顶部或四周，由高反射率的铝、铝合金、高反射率合金或金属、塑料材质的加高反射率层制成。

19、根据权利要求 16所述的高光通量冷阴极荧光路灯，其特征在于，所述的透光灯罩为平面、曲面、柱面或锥面，由玻璃、钢化玻璃、安全玻璃或塑料材质的灯罩；其内或外表面上设有小透镜或小棱镜的光学结构。

20、根据权利要求 16所述的高光通量冷阴极荧光路灯，其特征在于，所述的灯外壳为金属或塑料材质的外壳，其形状按需要设计成不同的形状。

21、根据权利要求 16所述的高光通量冷阴极荧光路灯，其特征在于所述的灯外壳和透光罩之间为防水、防雨密封或有密封圈或密封胶。

22、一种高光通量冷阴极荧光广告照明灯，包括：

至少一个高光通量光源；

一个光源的固定装置；

一个光反射器；

一个透光罩；

至少一个光源的驱动器；

一个灯外壳；

一个电连接装置和

一个灯的固定装置；其特征在于，

所述的至少一支冷阴极荧光灯管为管径 5— 16mm的大管径冷阴极荧光灯管，灯管二端电极之间的灯管长度为灯管管径的 200— 1000 倍；灯管的电极的电子发射面积为 100-2000mm², 电极发射电流与电极电子发射面积之比为 0. 01_0. 2mA/mm²，所述冷阴极荧光灯管的工作电流密度为 0. 8— 8 mA/mm²; 工作频率为 50Hz— 100kHz。

23、根据权利要求 22所述的高光通量冷阴极荧光广告照明灯，其特征在于，所述的光反射器为宽幅或高幅照明反射器，其为高反射率的铝、铝合金、高反射率合金或金属材质的反射器，或为塑料加高反射率层制成的反射器。

24、一种如权利要求 22所述的高光通量冷阴极荧光广告照明灯的应用，其特征在于，所述的髙光通量冷阴极荧光广告照明灯应用于静态或动态广告照明；所述静态广告照明包括：静态白光广告照明；不同色温的白光广告照明；发红、蓝、绿或黄单色或它们的混合色光亮的广告照明；所述的动态广告照明包括：动态白光广告照明；不同色温的白光广告照明；发红、蓝、绿或黄单色或它们的混合色的变色广告照明；发红、蓝、绿或灰度变色的全彩广告照明、闪烁广告照明或跳跃广告照明、左右扫描广告照明、自左或右逐个点亮至全屏亮广告照明、亮度按控制系统设定的节能广告照明。

25、根据权利要求 22所述的高光通量冷阴极荧光广告照明灯的应用，其特征在于，该高光通量冷阴极荧光广告照明灯安装在广告牌的上下或四周，或上下左右配合安装，其动态照明被存贮在照明控制系统内，以供用户选用；所述的照明控制系统的控制信号经引线送到大功率动态照明光源，由外电源为所述高光通量冷阴极荧光广告照明灯提供按所设定程序工作的电压。