专利名称：电路装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于给灯提供DC灯电流的电路装置，该电路装置只包括无源元件，并配有-电源输入接线端，用于与供电电压源的电杆连接，-整流设备，配有与电源输入接线端耦合的两个输入接线端和两个输出接线端，用于由所述供电电压源提供的低频AC电压产生DC电压，-容性设备，耦合在电源输入接线端和整流设备的输出接线端之间，-负载电路，与整流设备的输出接线端耦合，并包括用于与灯连接的接线端，以及-感性设备。
本发明还涉及紧凑型灯。
开篇中所述的电路装置可由US4929871获知。在已知的电路装置中，感性设备和容性设备串联设置在电源输入接线端之一和由二极管桥构成的整流设备的输入接线端之一之间。负载电路只包含用于灯连接的接线端。在工作期间，已知的电路装置向负载提供DC电流。已知的电路装置相对较简单，并因此也相对较廉价。但已知的电路装置的一个主要缺点是在稳定工作期间，在低频AC电压的每个半周期中灯电流过零。结果在低频供电电压的每个半周期中灯会熄灭。因此在灯是放电灯的情况下将不得不在低频供电电压的每个半周期中将灯二次点燃。这会降低灯电极的寿命，并造成二次点燃损耗。
本发明目的在于提供用于控制灯的电路装置，该电路装置相对廉价和简单，并且没有上述缺点。
因此，根据本发明，开篇中所述的电路装置的特征在于，负载电路配有一个串联装置，该串联装置将整流设备的各输出接线端连接起来，并包括感性设备和用于与灯连接的接线端。
由于在灯工作期间感性设备与灯串联，当整流设备的输入接线端之间的电压接近零伏时，感性设备给灯提供“维生电流”。该“维生电流”从感性设备的第一接线端经过整流设备和灯流向感性设备的第二接线端。如果这样选定(dimension)该电路装置，使得灯电流决不会下降到零，则将这种工作称为连续工作。因此，在连续工作的情况下和灯是放电灯的情况下，灯不会熄灭并且不需要在供电电压的每个半周期都进行二次点燃。应该指出，也可以这样选定电路，使得在整流设备的输入接线端之间的电压接近零的时间里维生电流变为零。这被称为不连续工作。如果灯是放电灯，它将熄灭并且将不得不在供电电压的每个半周期都进行二次点燃。已发现对于连续工作和不连续工作，根据本发明的电路装置中的感性设备的电感和容性设备的电容都可以被选择得比US4929871中披露的电路装置小很多。因此，根据本发明的电路装置可以明显比已知的电路装置体积更小、重量更轻。所发现的只存在于连续工作情况下的与现有技术相比的另一个重要的优点是，放电灯快速点燃而不会发“格达格达”的响声，只产生来自电极的发射体材料的相对较小的溅射。由于感性设备只经受DC电流，感性设备中磁通量摆动和磁芯损耗相对较小，结果使电路装置有效地工作。
容性设备的阻抗最好高于感性设备的阻抗。容性设备起限流器作用，而感性设备在供电电压源没有给灯提供电流期间的至少一部分时间里给灯提供电流。
由于象上述那样感性设备的电感可以相对较小，感性设备可以包括带有压粉铁芯的扼流器。因此可以以相对廉价和简单的方式实现感性设备，而磁芯可以以许多不同的形式容易地制造。在电路装置与紧凑型灯为一体的情况下，后一方面可能非常重要，因为可以选择磁芯的形式，诸如例如钍化物(thoroid)，使得它可容易地安装到紧凑型灯中，并提供由电路装置向环境的良好导热性。
整流设备可以包括二极管桥，但一种替代的方式是整流设备可以包括一个倍压器。这在低频供电电压的幅度相对较低的情况下尤其有用。在容性设备由在倍压器中所包括的两个电容器构成的情况下，这些电容器既用作限流器又作为倍压器的一部分，从而使用相对较少的元件实现了电路装置中的不同功能。整流设备还可既包括二极管桥又包括倍压器，该倍压器包括二极管桥的二极管中的两个和两个电容器。整流设备在低负载时，即在由电路装置控制的灯已点燃之前，基本上起倍压器作用。以这种方式，即使在供电电压源提供的低频AC电压幅度相对较低的情况下也实现了足够高的点火电压。在灯点燃之后，当负载已增大时，整流设备基本上起二极管桥的作用。
借助于本发明的电路装置的相对较简单的实施例已获得了好的结果，其中电路装置只包括构成容性设备、感性设备和整流设备的元件。
已发现，根据本发明的电路装置非常适合于控制诸如低压汞放电灯这样的低压放电灯以及诸如Philips CDM灯这样的高压放电灯。由于它包括相对较少的元件并因而相对较小，因此根据本发明的电路装置非常适合于用在既包括根据本发明的电路装置又包括与该电路装置耦合的低压放电灯或高压放电灯的紧凑型照明单元中。特别是，根据本发明的电路装置非常适合于用在紧凑型灯的镇流设备中，该紧凑型灯包括-光源，带有以气密方式封闭并可透过可见光的容器，-外壳，与光源相连，并带有灯罩，-镇流设备，与光源电连接，用于控制光源，并且至少部分地定位在被外壳所包围的空间中。
最好这样选定电路装置，使DC电流在紧凑型灯连续工作期间流过光源。
这种紧凑型灯的光源例如可以是低压放电灯或高压放电灯。
在这种紧凑型灯例如是紧凑型荧光灯，并且光源含有汞的情况下，如果光源包括汞齐则是非常有利的。已发现汞齐在很大程度上可补偿电泳的影响，该电泳由于给灯提供DC电流而出现。最好汞齐含有铅、铋和锡，或铋和铟。
将利用附图描述本发明的实施例。在附图中，
图1示出有放电灯与之相连的根据本发明的电路装置的第一实施例的示意图；图2示出有放电灯与之相连的根据本发明的电路装置的第二实施例的示意图；图3示出有放电灯与之相连的根据本发明的电路装置的第三实施例的示意图；图4示出带有与之成一体的图1中所示电路装置的紧凑型荧光灯的示意图，以及图5示出作为时间的函数的、由图1中所示电路装置控制的放电灯的灯电流。
在图1中，K1和K2是用于与供电电压源的电杆相连的电源输入接线端。电源输入接线端K1借助于电容器C连接到整流设备的第一输入接线端上，该整流设备在本实施例中由二极管桥D1到D4构成。电容器C构成本实施例中的容性设备。整流设备的第二输入接线端连接到电源输入接线端K2上。整流设备的各输出接线端借助于扼流器L与用于灯连接的接线端T1和T2的串联装置而连接起来。在图1所示实施例中，扼流器L构成感性设备。放电灯La与接线端T1和T2相连。放电灯与辉光开关启动器S并联。
图1中所示电路装置的工作如下。
当提供低频AC电压的供电电压源的电杆与电源输入接线端K1和K2相连时，低频AC电压被二极管桥整流，在接线端T1和T2之间出现DC电压，在放电灯尚未点燃的情况下使DC电流流过辉光开关启动器。该DC电流可以用于预热灯的阴极。但是已发现这并不总是必要的。当辉光开关启动器切断流过它的DC电流时，扼流器在接线端T1和T2之间产生相对较高的DC电压，在灯中引起击穿。在电路装置被选定用于连续工作的情况，它能够在击穿之后即刻提供一个相对较大的电流。结果产生可被维持足够长时间的蒸气电弧，用于在阴极上形成一个稳定的热点。结果在放电灯点燃期间不出现辉光放电，并且因而基本上避免了灯电极材料的溅射。因此，相对于借助AC电压而点燃的灯而言，电极寿命极大增加，进而灯寿命也增加。一旦点燃了灯，DC电流就流过灯和扼流器L。可以将该DC电流描述为恒定DC电流和其频率为供电电压源所提供的低频AC电压的频率两倍的AC电流之和。选定是这样进行的，即使电容器C起限制DC电流的阻抗的作用。在本实施例中扼流器L包括压制铁粉的thoroid。当二极管桥的输入接线端之间的电压幅度下降到整流设备将供电电流从供电电压源导引到灯中所需的值以下时，扼流器给灯提供“维生电流”。该“维生电流”从扼流器L的一端经过灯和全部四个二极管流回扼流器L的另一端。最好这样选定扼流器L，使得“维生电流”在整流设备没有导引供电电流的时间里不下降到零。一种替代的方式是可以这样选定扼流器L，使得“维生电流”在整流设备没有导引供电电流的时间里只有非常短的时间变为零。在该后一种情况下，一旦整流设备再次导引供电电流，灯将容易地二次点燃。在图1中所示实施例的一个实际的方案中，电容器C的电容被选择为2.2μF，而扼流器L的电感被选择为1.6H。供电电压源提供频率为50Hz、幅度为均方根220伏的正弦AC电压。已发现该电路装置非常适合于控制额定功率为18瓦、灯头电压(burner voltage)约为80伏的低压汞放电灯。
由图1中所示电路装置控制的低压汞放电灯的灯电流形状示于图5中。沿纵轴以mA为单位画出电流，沿水平轴以毫秒(msec)为单位画出时间。可以看到电流是恒定DC电流和其频率为供电电压源所提供的低频AC电压的频率两倍的AC电流之和。恒定DC电流(＝维生电流)的幅度等于总灯电流幅度的最低值。该幅度在图5中被示为一条水平线。由于所使用的供电电压的频率为50Hz，因此AC电流即灯电流的一部分的频率是100Hz。
图2中与图1所示实施例中的电路部件类似的电路部件被标以相同的符号。在本实施例中整流设备由倍压器形成，该倍压器由电容器C1和C2以及二极管D1和D2构成。电容器C1和C2也是本例中的容性设备。倍压器包括电容器C1和C2的第一串联装置。该第一串联装置与二极管D1和D2的第二串联装置并联，并与扼流器L及灯连接接线端T1和T2的第三串联装置并联。与辉光开关启动器S并联的放电灯La连接到接线端T1和T2上。电源输入接线端K1连接到二极管D1和D2的公共接线端上。电源输入接线端K2连接到电容器C1和C2的公共接线端上。在本实施例中整流设备的最大输出电压(即电容器C1和C2的串联装置上的电压)等于低频供电电压的最大幅度的两倍。在图1所示实施例中整流设备的最大输出电压只等于低频供电电压的最大幅度。图2中所示的实施例在低频供电电压的最大幅度相对较抵的情况下可以提供优势。在其他情况下图2中所示实施例的运行与图1中实施例的运行类似，并且在此将不详细描述。在图2中所示实施例的一个实际的方案中，电容器C1和C2的电容被选择为3.9μF，而扼流器L的电感被选择为850mH。所使用的给电路装置供电的正弦低频供电电压的幅度为均方根120伏，其频率为60Hz。已发现该电路装置非常适合于控制额定功率为18瓦、灯头电压约为80伏的低压汞放电灯。
图3中与图1所示实施例中的电路部件类似的电路部件被标以相同的符号。在本实施例中整流设备既包括由二极管D1-D4形成的二极管桥，也包括由电容器C3和C4以及二极管D2和D4构成的倍压器。电容器C3和C4分别与二极管D1和D2并联。除了存在电容器C3和C4外，图3中所示实施例与图1中所示实施例类似。选择电容器C3和C4的电容使之基本上相等，并且比电容器C的电容小得多。在点燃之前，当电路装置的负载非常小时，整流设备基本上起倍压器的作用，使灯La上的电压高到足以点燃灯La。在点燃之后，整流设备基本上起二极管桥的作用，并且图3中所示实施例的运行与图1中所示实施例的运行相同。
在图4中，光源8带有以气密方式封闭且可透过光的(放电)容器，并包括两个电极阳极和阴极(未示出)。已注意到，由于不需要发射电子，阳极的构造可以尤其简单。光源包含由惰性气体的混合物构成的填充物。汞齐A存在于光源中阳极附近。外壳6与光源连接，并带有灯罩3，在本例中外壳的该部分位于虚线A以下。该外壳例如可以由合成树脂形成。B是图1中所示的电路装置。电路装置B与光源电连接。这种连接在图3中以虚线9表示。电路装置B放置在外壳6所包围的空间7中。E形成电路装置B和设置在灯罩上的金属触点1和2之间的电流导引连接部。在灯工作期间供电电压存在于所述触点之间。
在灯工作期间，DC电流流过光源，导致汞离子沿光源阴极方向的迁移。这一过程被已知为电泳，并且可导致光源的光输出的强烈下降，因为在放电容器的大部分中没有汞。然而在图3所示紧凑型灯中，汞离子通过电泳向阴极的迁移被阳极附近的汞齐带来的汞原子的传输所补偿。已发现光源的光输出保持在恒定的水平，而与灯保持工作的时间无关。
权利要求
1.用于给灯提供DC灯电流的电路装置，该电路装置只包括无源元件，并配有-电源输入接线端，用于与供电电压源的电杆连接，-整流设备，配有与电源输入接线端耦合的两个输入接线端和两个输出接线端，用于由所述供电电压源提供的低频AC电压产生DC电压，-容性设备，耦合在电源输入接线端和整流设备的输出接线端之间，-负载电路，与整流设备的输出接线端耦合，并包括用于与灯连接的接线端，以及-感性设备，其特征在于，负载电路配有一个串联装置，该串联装置连接整流设备的各输出接线端，并包括感性设备和用于与灯连接的接线端。
2.如权利要求1的电路装置，其特征在于，容性设备的阻抗高于感性设备的阻抗。
3.如权利要求1或2的电路装置，其特征在于，感性设备包括带有压粉铁芯的扼流器。
4.如权利要求3的电路装置，其特征在于，扼流器的磁芯是钍化物(thoroid)。
5.如前面一个或多个权利要求的电路装置，其特征在于，整流设备包括二极管桥，而容性设备耦合在电源输入接线端和二极管桥的输入接线端之间。
6.如权利要求1、2、3或4的电路装置，其特征在于，整流设备包括一个倍压器。
7.如权利要求5的电路装置，其特征在于，整流设备还包括一个倍压器，该倍压器包括二极管桥中的两个二极管和两个电容器。
8.如权利要求6的电路装置，其特征在于，第一容性设备包括在倍压器中所包括的两个电容器。
9.如前面一个或多个权利要求的电路装置，其特征在于，电路装置只包括构成容性设备、感性设备和整流设备的元件。
10.一种紧凑型灯，包括-光源，带有以气密方式封闭并可透过可见光的容器，-外壳，与光源相连，并带有灯罩，-镇流设备，与光源电连接，用于控制光源，并且至少部分地定位在外壳所包围的空间中，其特征在于，镇流设备包括如前面一个或多个权利要求所要求保护的电路装置。
11.如权利要求10的紧凑型灯，其特征在于，这样选定感性设备，使得在灯工作期间DC灯电流是连续的。
12.如权利要求10或11的紧凑型灯，其特征在于，光源包括汞和汞齐。
13.如权利要求12的紧凑型灯，其特征在于，汞齐含有铅、铋和锡。
14.如权利要求12的紧凑型灯，其特征在于，汞齐含有铋和铟。
全文摘要
本发明涉及一种用于给灯提供DC灯电流的电路装置,只包括无源元件,并配有电源输入接线端,用于与供电电压源的电杆连接;整流设备,配有与电源输入接线端耦合的两个输入接线端和两个输出接线端,用于由所述供电电压源提供的低频AC电压产生DC电压;容性设备,耦合在电源输入接线端和整流设备的输出接线端之间;负载电路,与整流设备的输出接线端耦合,并包括用于与灯连接的接线端,以及感性设备。根据本发明的负载电路配有只有无源元件的串联装置,所述串联装置将整流设备的各输出接线端连接起来,并包括感性设备和用于与灯连接的接线端。该电路装置简单、廉价,并且非常适合于用来控制放电灯和安装到紧凑型灯中。
文档编号H01J61/56GK1249895SQ98803045
公开日2000年4月5日 申请日期1998年10月21日 优先权日1997年11月10日
发明者P·格拉德兹基, U·贝克, H·雷茨, J·A·A·维恩特詹斯 申请人:皇家菲利浦电子有限公司