无电极放电灯制造技术

一种无电极放电灯１００，包括：其中充满放电气体的外壳１；磁心５；绕制在该磁心５上的线圈４，用于在该外壳１内产生电磁场；由磁性材料制成的磁性装置６，它被磁耦合到该磁心５；热传导散热装置１２和１３；及被热耦合到该磁心５和该散热装置１２的热传送装置１１，用于将该磁心５中产生的热量传送到该散热装置１２。该磁性装置６基本上分隔包括该散热装置１２和１３及该磁心５的一个凸形壳体，使得该散热装置１２和１３及该磁心５被该磁性装置６分离。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电灯，更具体地说，是涉及一种无电极放电灯，它在低压和中压下工作在高于20kHz的频率。一种已知的小型无电极荧光灯“Genura”(通用电器公司)是工作在2.65MHz的射频，并采用具有铁氧体磁心的感应线圈，该线圈被插入在形成于外壳中的凹状空腔内。Genura是作为白炽灯的替代品被上市销售的，及被指示具有以23W的RF功率的1100流明(lumen)光输出，工作寿命为15000小时。Genura灯的缺点是它的初始成本高，直径较大(80mm)，这比具有1500流明光输出的100W白炽灯的直径(60mm)更大。后一缺点对灯使用的条件加上某些限制。另外，该灯具有内部反射镜，因此只可以被用于凹入的灯保持固定装置，用于向下照明的应用装置。Genura灯的高初始成本是由于它的驱动电路成本高，这是因为驱动电路是工作在2.65MHz的频率，因此必须包括专门的电路以阻止电磁干扰。因此，希望采用近似100kHz的低频以减小初始灯成本。另外，需要比Genura灯更小的小型无电极荧光灯，即，具有类似白炽灯的形状并具有60mm的直径的无电极荧光灯，它可被用于常规固定装置中而实现向上和向下照明应用装置。在申请号为09/435960的美国专利申请中(名称为“高频无电极小型荧光灯”，申请人为Chandler等人并转让给与本申请的受让人相同的受让人，该申请是本申请要求优先权所基于的申请)，其中公开了一种小型无电极荧光灯，它工作在从50kHz到500kHz的较“低”频率。这种灯采用铁氧体磁心和薄铁氧体盘并附着在该铁氧体磁心的底部。铁氧体磁心和铁氧体盘都是由锰锌材料制成。多股绝缘绞合线(李兹线)被用于感应线圈，该线圈在以两层环绕该铁氧体磁心而绕制的。在上述申请中描述了两种冷却结构，用于去除工作期间铁氧体磁心产生的热量。第一种结构包括在该铁氧体磁心内的铜管，它沿着灯座向下突出到爱迪生式(螺口)插座灯头(socket cup)，并被焊接到该爱迪生式插座灯头中的铜柱上。这种结构形成热量从铁氧体磁心到爱迪生式插座灯头、然后到灯保持固定装置的传送。然而，这种方法有两个缺点。在很多应用装置中，爱迪生式插座灯头与该固定装置没有良好的热接触。结果，它们之间的热传导率较低，因此，铁氧体磁心材料工作温度被增大到高于居里点的值。第二个缺点是在基座中心的金属(或陶瓷)冷却管的位置，沿着它的轴，这使得难以将驱动电子线路放置在该基座内。在这个申请中提到的第二种结构包括在该铁氧体磁心内的金属管和一种陶瓷结构，该结构被热连接到该金属管。该陶瓷结构为“裙”形，并通过对流将热量从铁氧体磁心传送到空气中。这两种冷却结构在工作期间提供的铁氧体磁心温度是可接受的，即，低于铁氧体材料居里点220℃的温度，以及在灯座内足够低的温度(低于100℃)，当该灯工作在无灯保持固定装置及在25℃的环境温度下时。然而，当灯被插入到具有增大环境温度到50-60℃之效果的灯保持固定装置中时，铁氧体磁心的温度到达或超过220℃，上述结构中没有一个会经常提供所需要的工作温度。因此，需要有更有效的冷却结构，用于使这些灯在保持固定装置中可靠的工作。而且，采用陶瓷(氧化铝)材料结构的成本较高，使得灯的初始成本可能高得令人难以接受。令人满意的是采用成本低于氧化铝、又具有相同(或更高)的热传导率的材料，以减少灯冷却结构的初始成本，从而减少整个灯系统的初始成本。考虑到上述问题而构想本专利技术，本专利技术的目的是实现一种结构，用于以低成本有效地冷却无电极放电灯的磁心。该磁性装置可包括由铁氧体制成的盘。该散热装置可包括一个盘部分，其中心部分被热耦合到该热传送装置；及被热耦合到该盘部分之外围的一个圆柱部分。该热传送装置和散热装置可以是由铜和铝之至少一种材料制成。该放电气体可包括惰性气体和金属蒸气之至少一种。该无电极放电灯还可包括一个驱动电路，用于通过允许电流流过该线圈来驱动该无电极放电灯。该驱动电路可包括至少一个发热元件，该发热元件在该无电极放电灯的工作期间产生热量；该无电极放电灯可包括被热耦合到该至少一个发热元件的元件冷却装置，用于从该至少一个发热元件去除该至少一个发热元件所产生的热量。该元件冷却装置可以具有散热片。该无电极放电灯还可包括一个插座灯头，用于接收提供给该驱动电路的电流，其中，该元件冷却装置被热耦合到该插座灯头。该元件冷却装置与该散热装置可以是热隔离的。该散热装置可以具有散热片。该外壳可以具有凹状空腔，该线圈可被放置在该凹状空腔内。本专利技术的一种无电极放电灯包括充满放电气体的外壳；用于在该外壳内产生电磁场的线圈；由磁性材料制成的磁场控制(manipulation)结构，与该线圈相邻；及热传导一次冷却结构，与该磁场控制结构相邻，以便与该线圈分离并基本上被设置在分流面(shunting surface)外围，由此可以实现上述目的。本专利技术包括一种无电极放电灯，它包括一个透明外壳，其中含有充入的惰性气体或可蒸发的金属，如汞(放电气体)。由一个驱动电路控制一个感应线圈，如由绞合线构成的线圈，该线圈被放置在该外壳中的凹状空腔之内部。被设置在与该外壳相邻的磁场控制结构可包括一个铁氧体盘和一个圆柱形磁心，该铁氧体盘是一个盘状基座。该磁场控制结构可以是由铁氧体材料制成。该铁氧体盘的表面被称为分流面。热电传导一次冷却结构(散热装置和热传送装置)被设置在与该磁场控制结构相邻的位置，以在该分流面外围内延伸并与该感应线圈相分离。该一次冷却结构可包括一个热传导管，如一个管子(例如是由铜制成的)，它被放置于该空腔之内部，该空腔在该圆柱形磁心内延伸，及可具有设置在其中的带散热片的耗散器。本专利技术的无电极放电灯可进一步包含有一个元件冷却结构作为二次冷却结构。设置这个二次冷却结构以便至少部分包围与该感应线圈连接的驱动电路。这个元件冷却结构与该一次冷却结构相分离。附图说明图1示出根据本专利技术的无电极荧光灯100的剖面图。参照图1，由玻璃制成的透明球状外壳1具有凹状空腔2和排气细管(tubulation)3，该管位于基本上径向对称的轴上的空腔2内。由多股绝缘绞合线(李兹线)制成线圈4(感应线圈)，该线圈绕制在由磁性材料制成的磁心上，该磁心为圆柱形。李兹线可以具有40至150股，每一股的直径是#40，匝数是40至80。在一优选的实施例中，线的股数是60，匝数是65。这根线一般可以承受的最大温度是200℃。磁心5是由锰锌(MnZn)材料制成的。磁心5和线圈4被设置在空腔2内。形成磁心5的铁氧体材料的居里点一般为220℃。磁心5的外径一般约为15mm，其高度一般约为55mm。具有中心开口的薄铁氧体盘6一般也是由如锰锌材料(尽管可以采用不同的铁氧体材料)的磁性材料制成，并被紧靠着磁心5放置，以便提供基本上连续的磁性材料通道，或者它们在一起形成为单个整体的铁氧体材料结构。即，铁氧体盘6被磁耦合到磁心5。在此，“铁氧体盘6被磁耦合到磁心5”的含义是，磁心5和铁氧体盘6的放置方式使得磁通量通过磁心5和铁氧体盘6之一而到磁心5和铁氧体盘6之另一个。不必要求磁心5与铁氧体盘6相接触。当电流流过线圈4时，在外壳1中产生磁场(电磁场)。在一个优选实施例中，铁氧体盘6的直径约为50mm，其厚度约为1.0mm。具有圆盘形状的铁氧体盘6是由磁性材料制成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无电极放电灯，包括：充满放电气体的外壳；磁心；绕制在该磁心上的线圈，用于在该外壳内产生电磁场；由磁性材料制成的磁性装置，它被磁耦合到该磁心；热传导散热装置；及被热耦合到该磁心和该散热装置的热传送装置，用于将该磁心 中产生的热量传送到该散热装置，其中，该磁性装置基本上分隔由该散热装置和该磁心限定的一个凸形壳体，使得该散热装置和该磁心被该磁性装置分离。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特钱德勒，爱德华夏皮罗，奥列格波波夫，雅各布玛雅，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]