使用两个热敏开关控制混合式灯的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种灯组件(100)，所述灯组件通过使用白炽灯/卤素灯/灯源提供瞬态灯(140)并且通过紧凑型荧光灯/灯源提供节能型灯(112)。所述两个灯源均封装在公共外壳或外灯泡(160)内。第一热传感器和第二热传感器(170A，170B)设在所述灯外壳(160)内，位置隔开，用于监控所述灯的温度。当所述两个温度之和达到预选值时，终止向所述白炽灯源供电。或者，当所述两个温度之差达到预选值时，终止向所述白炽灯源供电。
【专利说明】使用两个热敏开关控制混合式灯
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种灯组件，例如节能且瞬间点亮的灯组件。
【背景技术】
[0002]为了在缩短达到全亮度的时间的同时还具备节能灯的优势，一种拟议解决方法是将两个灯组合在一个单元中，有时称为混合式灯。具体来说，结合使用紧凑型荧光灯(CFL)和传统白炽灯。尽管建议同时打开两个灯以即时点亮白炽灯，然后再终止或关闭白炽灯以获得高效节能CFL的优势，但是这些已知布置未能提供一种有效的方式来确定何时关闭白炽灯，也就是说，在CFL升温之后排他地使用紧凑型荧光灯。
[0003]预热完成之前，没有光从CFL灯发出。一旦开始电弧放电，紧凑型荧光灯(CFL)仍然需要额外的约20秒到120秒或更长时间来达到全光输出。在此预热阶段中，需要提供光，而这由辅助光源提供，在多数情况下，此辅助光源为白炽灯源。CFL达到全光输出之后，不再需要操作辅助灯源。因此，在何时关闭辅助白炽灯源是一种挑战。
[0004]在一种解决方案中，建议将热敏元件设置在灯组件内，例如设置在镇流器室内，以指示在CFL启动之后的何时达到指示足够光输出的温度。遗憾的是，这种解决方案无法始终准确地评估放电容器的实际热状态。此外，将热敏元件设置在灯组件中可能受灯的不同位置引起的温度变化的影响，例如垂直竖立、水平或倒置。
[0005]类似地，其他间接因素也可能产生影响，并且可能不准确地定义初级光源(CFL)的光输出在何时达到稳定。例如，关闭次级或白炽灯源的时间可能受随机切换循环、环境温度、室内与户外使用等因素的影响。因此，使用单个热敏元件无法提供热状态的准确表示，而热传感器也不一定提供了何时终止操作次级或白炽灯源的准确指示。
[0006]有关何时终止白炽灯的另一种拟议解决方法是在预先选定时间段内向白炽灯供电。之外，此解决方案并不足够准确，因为各种条件都可能会改变所述时间段，即，缩短或延长所述时间段。
[0007]因此，需要提供一种使用寿命长的紧凑型荧光灯，所述荧光灯具备节能和瞬态灯的功能，并且克服了上文所述涉及在较高效节能的CFL源已达到全光输出之后关闭次级或白炽灯源的问题。
【发明内容】
[0008]本发明的灯组件能够在瞬间点亮的同时实现节能，其有利地将两个灯源用于一个外灯泡中，以更准确地确定何时关闭次级瞬时光源。
[0009]传感器构件包括两个热敏开关，所述热敏开关设置在所述外壳内的间隔位置处，以可靠地检测放电灯的温度，例如，当所述放电灯达到预定百分比的全光输出时(例如，50%到60%的全光输出)。
[0010]优选的灯组件包括灯座，所述灯座具有隔室。第一或荧光灯或灯源(高效、预热时间长)和第二或白炽灯或灯源(瞬时光输出、效率较低)各自安装在所述灯座中。所述灯组件的外壳形成至少围绕所述荧光灯源和白炽灯源的空腔。功率控制模块优选地接纳于灯座隔室内，其操作性地连接到所述灯源。热传感器构件用于监控灯组件的两个不同位置处的温度，以便更准确地确定是否终止向白炽灯源供电。
[0011 ] 所述热传感器构件位于灯组件中的不同间隔位置。例如，所述热传感器构件可以位于所述灯组件的相对端上，或者可以在所述灯组件的中间/中央位置和外壳附近。
[0012]所述第二或白炽灯可以在两个热敏开关的温度和达到预选值时关闭。或者，所述第二灯可以在测量值之间的差值达到预选值时关闭。
[0013]本发明提供一种用于组装灯组件的方法，所述方法包括:提供灯座；将主或荧光灯或灯源安装到所述灯座；将第二或白炽灯或灯源设置在邻近所述荧光灯源处；将至少所述荧光灯源和所述白炽灯源封装在公共外壳或灯泡中；以及将第一和第二热检测器定位在所述灯泡内的间隔位置处，以监控所述主灯源的灯温度。
[0014]所述方法进一步包括提供功率控制模块，用于响应于所述灯组件的预定温度值而选择性地终止向所述白炽灯源供电。
[0015]所述方法包括使用所述两个热敏开关的温度之和或之差中的一个，以便在达到预定值时关闭所述第二灯。
[0016]本发明的主要优势在于能够在节能灯组件中提供瞬态灯。
[0017]另一优势在于两个灯源均能够一开始便获得能量供应以提供瞬态灯，然后所述第二白炽灯源在主荧光灯源达到全光输出之后立即关闭。
[0018]另一个优势在于能够监控温度以确保在关闭所述第二灯源之前已达到全光输出的预选百分比。
[0019]本发明的另一个优势和优点将在阅读和了解以下详细说明之后显而易见。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是灯组件的正视图，其中包括灯泡和荧光灯源的一部分的截面图。
[0021]图2是灯组件的局部放大截面图。
【具体实施方式】
[0022]图1和图2示出了灯组件100，具体来说，示出了以下两项的组合:放电灯源，优选为荧光灯源，例如紧凑型荧光灯(CFL)组件(本说明书中通常称为节能灯或灯源)；以及第二灯源，例如有利地提供瞬态灯的白炽灯组件。灯座102包括机械和电气布置，用于接纳相关灯座(未图示)以便为灯组件100提供机械支撑，并且提供用于工作灯组件的电力。具体来说，但无需构成限制，传统螺旋灯座102图示为包括导电螺纹金属外壳104，用于螺纹接纳在相关灯座中，并且通常包括电气眼孔或第二触点(未图示)，所述电气眼孔或第二触点通过灯组件下端的绝缘材料与螺纹外壳104隔开。此布置提供了双引线布置，用于以所属领域中公知的方式建立与灯座相关的电触点。当然，所属领域中的技术人员将认识到，可以在不偏离本发明范围和意图的前提下使用替代灯座布置，例如两接脚式灯座布置。
[0023]灯座的至少一部分形成隔室或内腔106，用于接纳功率控制模块110，例如安装在印刷电路板上的镇流器，以便允许交流电源驱动灯组件100的灯源或发光部件。例如，镇流器通常封装在隔室106的一部分内。灯座上安装有第一或有效灯源，例如荧光灯源112。图示的荧光灯源优选为紧凑型螺旋构造或双螺旋CFL布置，包括第一支腿114和第二支腿116，所述支腿的下部以大体平行于灯组件纵轴的方式延伸。所述支腿设置在邻近功率控制模块或镇流器处，以便于将主CFL灯源与相关电子设备连接。在第一支腿114与第二支腿116的中间，剩余部分的放电管118采用紧凑型荧光灯源的大体螺旋构造。填充气体密封在放电管内，并且电极或阴极130、132设在对应支腿114、116内并且位于延伸穿过螺旋放电管长度的狭长放电路径的相对端上。如所属领域中已知，阴极之间发出电弧，并且电离填料发出的光通过穿过设在放电管内表面上的磷光体来作为所需颜色的可见光发出。尽管荧光灯图示并描述为螺旋型或螺旋状CFL，但是所属领域中的技术人员应认识到，可以在不脱离本发明范围和意图的情况下使用其他荧光灯构造。
[0024]第二或瞬态灯灯源140，例如具有灯丝(未图示)的白炽灯源，也安装到灯座上。在另一个优选布置中，所述第二灯源是卤钨灯。如图1和图2中所示，所述白炽灯源是单端灯源，其在优选布置中位于形成于CFL螺旋部分内的空心内部区域的中心位置。具体来说，白炽灯源140的灯座区域或支腿142接纳在从护板或隔板150延伸的支架144内，所述护板或隔板将用于容纳功率控制模块的灯座隔室与第一灯源112和第二灯源140的发光部分隔开。
[0025]所述灯源还优选地容纳或封装在公共外壳或外灯泡160内。灯泡160经过大小设置以将CFL源112和白炽灯源140封装在其大体呈球形的空心部分162内，并且在向沿颈缩区域164与灯座密封接合处延伸的过程中，所述灯泡的尺寸逐渐缩小。优选地，护板150位于其在灯泡球形部分162与颈缩区域164之间的过渡区域内，并且护板150有利地在与第一灯源112和第二灯源140运行相关的高温下保护功率控制模块110的热敏部件。护板150的周边部分152与灯泡160的内表面邻接，而穿过护板的所选开口可允许CFL源112和白炽灯源140的支腿与功率控制模块电连接。
[0026]第一或第二检测器或传感器构件或开关170A、170B设置在外壳内，用于监控灯组件(尤其是下述CFL)的温度，以便确定何时关闭白炽灯源或终止向其供电。具体来说，传感器构件170AU70B是监控特定热传感器附近的灯组件或外壳温度的热传感器。更具体来说，在一个实施例中，第一和第二热传感器位于灯组件的相对端上(图1)。因此，第一和第二热传感器中的一个热传感器170A位于灯组件的第一端或上端，并且第二热传感器170B位于灯组件的第二端或灯座端附近。在一些实例中，第二热传感器位于外壳内邻近荧光灯支腿处，或者可以位于邻近灯组件控制模块的镇流器处。
[0027]在一种替代布置中，第一热传感器170A位于邻近荧光灯源的中央区域处，因此优选地位于邻近放电管壁118且与第一端和第二端隔开的区域内，因此同样也与阴极130、132(图2)隔开。第二热传感器170B位于灯组件中的间隔位置处，特别是在本实施例中，第二热传感器170B位于邻近灯组件外壳壁处。这些位置并不是可将隔开的热传感器对置于外壳内的唯一位置，本发明并不视作限于这些图示的实施例。
[0028]在其他布置中，第一和第二热传感器位于灯组件内的特定位置可能不同，通常这些位置并不视作本发明的限制性特征。但是，应认识到，灯不同位置的自然热分布将不同(例如，水平、灯座朝上或灯座朝下方向)，因此，在灯的两个不同部分或位置处或者在灯的两端使用两个热敏开关可以更准确地评估主/荧光灯是否已达到所需水平的光输出，从而终止第二/白炽灯的运行。[0029]在一种布置中，使用第一热传感器和第二热传感器的和。也就是说，将第一热传感器和第二热传感器的温度值相加，一旦相加的温度或者温度和达到预选水平(指示荧光灯的所需光输出)，则控制模块将立即终止向白炽灯供电。在不限制本发明的前提下，在灯座朝上位置中，第一热传感器位于邻近镇流器(可以为约110°C )处或者阴极(可以为约147°C )附近，而在灯泡顶部，第二热传感器可以为约87°C。因此，温度和为约197°或约230°C，并且此阈值和用作向白炽灯终止供电的级别。
[0030]在灯座朝下方向中，第一热传感器(邻近镇流器/阴极)可以达到约123°C，而位于外壳中与灯座相对的一端上的第二热传感器达到约107°C，因此温度和为230°C并借此向白炽灯终止供电。
[0031]或者，第一热传感器与第二热传感器的差值可以用于确定阈值水平。此外，仅作为非限定性实例，第一热传感器与第二热传感器之间约50°的差值可以指示紧凑型荧光灯已达到所需光输出水平(顶部为87°C并且灯座为140°C)或者是否逆转(外壳顶部为67°C并且灯座为120°C )。
[0032]白炽灯源140提供在向灯组件100通电时瞬态灯的灯源。此外，白炽灯源可加热节能型灯源或紧凑型荧光灯源112的水银贮存器和整个放电容器。白炽灯源散发的热量可以更迅速地将水银贮存器中的水银蒸发到放电容器中。因此，在灯组件通电之后，同时向两个灯源供电。白炽灯源140提供瞬态灯，同时提供所需的热量来加热荧光灯源112。点亮荧光灯源之后，所述热量还有助于更迅速蒸发水银并缩短达到荧光灯源112的全光输出或温度状态运行的预热时间。如所属领域中已知，荧光灯源的初始点亮或启动使得CFL第一端和第二端处的光输出更大。一旦紧凑型荧光灯源112的光输出达到预定值，则可以通过切断向白炽灯源140的供电来改进整体节能。
[0033]如上所述，全光运行的时间取决于玻璃放电体达到使得足够水银能够蒸发到放电容器的最佳温度的速度。一旦第一热传感器与第二热传感器之间的温度和水平或温度差水平证实放电容器已加热并且已达到全光输出，则已达到放电灯的充分光输出，并且不再需要瞬态灯或白炽灯源140来提供灯组件的特定流明值百分比。如所属领域中已知，白炽灯源立即达到其流明值和稳定状况。因此，白炽灯与CFL的组合可以提供所需的瞬态灯和长期能效和节能。
[0034]鉴于紧凑型荧光灯通常需要20秒到120秒或更长时间来达到全光条件，本发明的灯组件100具有白炽灯源140的瞬态灯特征以及达到紧凑型荧光灯源112的全光输出的启动时间。此外，仍然可以根据热传感器170A、170B沿CFL灯中央区域的监控值，通过在放电管已达到预定光输出值时关闭白炽灯源来实现节能。
[0035]两个灯源均优选地位于公共外灯泡160内。这可以通过减少向外部环境的热损失来获得最短预热时间。可以通过CFL的热输出来感测主灯源的稳定性，因此热传感器可以感测主灯源是否达到同样指示所需光输出的所需温度水平。
[0036]本说明书已针对优选实施例描述了本发明。显然，所属领域中的技术人员可以做出各种修改和变动，并且本发明并不限于上述特定实例，而是由随附的权利要求书限定。
【权利要求】
1.一种灯组件，包括: 灯座，所述灯座具有隔室； 狭长放电灯源； 单独的第二灯源，所述第二灯源设置在邻近所述放电灯源处； 外壳，所述外壳安装到所述灯座并且形成至少围绕所述放电灯源和第二灯源的空腔；功率控制模块，所述功率控制模块接纳在所述灯座隔室内并且操作性地连接到所述放电灯源和第二灯源；以及 第一和第二热检测器，所述第一和第二热检测器设置在所述外壳内的不同位置处，用于感测所述放电灯源的工作，并且操作性地与所述功率控制模块通信。
2.根据权利要求1所述的灯组件，其中所述第一和第二检测器是热传感器。
3.根据权利要求1所述的灯组件，其中所述第一和第二检测器是热敏开关，其帮助确定何时关闭所述第二灯源。
4.根据权利要求3所述的灯组件，其中所述第一和第二热敏开关是热敏电阻。
5.根据权利要求3所述的灯组件，进一步包括控制器，所述控制器响应于第一和第二热敏开关提供的温度之和以确定所述放电灯源在何时达到预选光输出。
6.根据权利要求5所述的灯组件，其中所述第一和第二热敏开关位于所述放电灯源的第一端和第二端处。
7.根据权利要求5所述的灯组件，其中所述灯组件在灯座朝上的方向上工作。
8.根据权利要求7所述的灯组件，其中所述第一检测器位于所述灯座附近，并且所述第二检测器远离所述灯座。
9.根据权利要求5所述的灯组件，其中所述灯组件在灯座朝下的方向上工作。
10.根据权利要求5所述的灯组件，其中所述灯组件在大体水平的方向上工作。
11.根据权利要求5所述的灯组件，其中所述热敏开关是热敏电阻，其响应于检测到温度升高而提供递增电信号。
12.根据权利要求1所述的灯组件，其中所述灯组件在灯座朝上的方向上工作，并且所述第一检测器位于邻近镇流器处，并且所述第二检测器位于所述外壳中远离所述镇流器的—端处。
13.根据权利要求1所述的灯组件，其中所述第一检测器位于所述外壳的一端处，并且所述第二检测器位于所述外壳的第二端处，并且对所述两个温度之和进行监控以便在达到预定温度和时关闭所述第二灯源。
14.根据权利要求1所述的灯组件，其中所述第一检测器位于所述外壳的一端处，并且所述第二检测器位于所述外壳的第二端处，并且对所述两个温度之差进行监控以便在达到预定温度差时关闭所述第二灯源。
15.根据权利要求14所述的灯组件，其中所述第一检测器位于所述外壳的中间区域内，并且所述第二检测器设置在邻近所述灯外壳的外表面处。
16.一种操作节能灯组件的方法，所述方法包括: 提供荧光灯源； 将第二灯源设置在邻近所述荧光灯源处； 将所述荧光灯源和所述白炽灯源封装在外壳内；使用第一热敏开关和第二热敏开关来监控所述外壳内的温度，其中所述第一热敏开关和第二热敏开关设置在所述外壳内不同的第一位置和第二位置处；以及 响应于所述热传感器达到指示所述荧光灯源的光输出的预定值，选择性地终止向所述第二灯源供电。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述终止供电步骤基于所述第一热传感器和第二热传感器所检测的所述温度的预定求和值。
18.根据权利要求16所述的方法，其中所述终止供电步骤基于所述第一热传感器和第二热传感器所检测的所述温度的预定差值。
19.根据权利要求16所述的方法，其中所述第一热敏开关和第二热敏开关位于所述灯外壳的相对端处。
20.根据权利要求16所述的方法，其中所述第一热敏开关位于所述灯外壳的中间部分，并且所述第二热敏开 关位于邻近所述外壳的表面处。
【文档编号】F21S2/00GK103906966SQ201180074558
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2011年10月27日 优先权日:2011年10月27日
【发明者】P.卢茨, L.班库蒂, D.孙, Q.龙 申请人:通用电气公司