CN102760636A - 一种无极灯的耦合发光方法及其结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无极灯的耦合发光方法，包括如下步骤：10、高频发生器产生交变的高电压；20、将高电压加到功率耦合器的电容两端产生交变磁场；30、灯壳内耦合产生交变电场；40、灯壳内部的气体被电离；50、激发灯壳内汞原子中的电子；60、激发的汞原子中的电子返回基态时辐射出紫外线，通过荧光粉产生可见光。一种无极灯的结构，它包括：功率耦合器、一内壁涂有荧光粉的灯壳，功率耦合器连接到一高频发生器，功率耦合器包括两平行设置的电极板，两平行设置的电极板形成一电容，高频发生器连接在电容的两端。本发明提供了一种利用电容耦合的方式，电容、电感耦合的组合，实现将电磁场耦合到灯壳内部的功能。

Description

一种无极灯的耦合发光方法及其结构

【技术领域】

本发明涉及一种无极灯的耦合发光方法，及其利用此发光方法的无极灯结构。

【背景技术】

无极灯属于第四代照明产品，无灯丝，无电极，是无电极气体放电荧光灯的简称。与节能灯、金卤灯、高压钠灯等传统光源相比，无极灯具有显著的优越性。无极灯是综合应用光学、功率电子学、等离子体学、电介质和磁性材料学等领域最新科技成果研制开发出来的高新技术产品，是一种高光效、长寿命、高显色性，代表照明技术未来发展方向的新型光源。

现有的无极灯，由高频发生器、功率耦合器和灯泡三部分组成，它的工作原理是：利用高频发生器产生交变电场，交变电场通过电感耦合器产生交变磁场，电磁场以感应的方式耦合到灯泡内，灯泡内产生交变电场，从而使灯泡内的气体雪崩电离，形成等离子体，等离子受激原子返回基态时辐射出紫外线。灯泡内壁的荧光粉受到紫外线激发产生可见光。

现有无极灯的功率耦合器一般是采用电感耦合的方式，本发明在于提供另外的耦合方式。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种无极灯的耦合发光方法，它能够提供另一种耦合方式，实现无极灯的发光。

本发明要解决的技术问题之一是这样实现的：

一种无极灯的耦合发光方法，具体包括如下步骤：

步骤10、使电流通过高频发生器，产生一定频率的正弦交变的高电压；步骤20、将上述高电压加到功率耦合器的两端，产生一交变磁场；步骤30、上述交变磁场在内壁涂有荧光粉的灯壳内瞬间产生一个交变电场；步骤40、在上述交变电场的作用下，灯壳内部的气体被电离出等离子体，而且等离子体的自由电子被交变电场加速；步骤50、加速到一定能量的自由电子和灯壳内的汞原子碰撞，激发了汞原子中的电子；步骤60、激发了的汞原子中的电子返回基态时，辐射出紫外线，所述紫外线通过所述荧光粉的时候，所述荧光粉产生了可见光；所述步骤20具体包括：所述功率耦合器包括至少一个电容，将所述高电压均匀地加在每一电容的两端电极板，电容的两电极板之间产生交变的“位移电流”，所述交变的“位移电流”产生交变磁场。

进一步的，所述的灯壳内充有惰性气体；所述步骤30中，所述荧光粉为稀土三基色荧光粉，所述功率耦合器的每一电容的两电极板为相互平行设置，所述电容的两电极板之间填充有电介质，所述电容的两电极板的外周边通过磁性材料密封起来，所述磁性材料还缠绕有通以交变电流的导线，使之为无极灯提供了电感耦合的方式。

本发明要解决的技术问题之二，在于提供一种无极灯的结构，它能够利用另一种耦合方式来实现无极灯的发光。

本发明要解决的技术问题之二是这样实现的：

一种无极灯的结构，它包括：至少一个功率耦合器、一内壁涂有荧光粉的灯壳，所述功率耦合器设置在所述灯壳的内部或者外部，所述功率耦合器均连接到一高频发生器，所述功率耦合器包括两平行设置的电极板，所述两电极板形成一电容，两电极板之间连接一空心管，所述两电极板上连接空心管的位置为中空，所述高频发生器连接在所述电容的两端电极板上，所述功率耦合器的电容的两电极板之间填充有电介质。

进一步的，所述电容的两电极板的外周边通过磁性材料密封起来，所述磁性材料还缠绕有通以交变电流的导线，所述荧光粉为稀土三基色荧光粉；所述的灯壳内充有汞和惰性气体。

本发明具有如下优点：

本发明提供了一种电容耦合的方式，替代了现有的电感耦合方式，为无极灯的耦合增加了一种耦合方式，使得用户具有更多的选择，而且采用电容耦合的无极灯仍然保持有电感耦合的无极灯的优点，本发明采用的电容耦合结构也更为简单；

本发明采用电容耦合方法，在电容的两电极板之间填充有电介质，在不改变两电极板距离的情况下，可以大大提高电容的性能，所填充的电介质增大了电容的“位移电流”，从而增强了电容产生的交变磁场，从而增强灯壳内的交变电场，而且可将电容的两电极板的外周边通过磁性材料密封起来，有效的增大交变磁场并将交变磁场聚集在电容周围，提高了耦合器的效率。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明方法的流程示意图。

图2为本发明功率耦合器一实施例的结构示意图。

图3是图2的功率耦合器添加了电介质和磁性材料的结构示意图。

图4是图3的功率耦合器顶部为剖面的结构示意图。

图5为本发明一无极灯功率耦合器外置的结构示意图。

图6是本发明一无极灯功率耦合器内置的结构示意图。

图7是本发明功率耦合器的另一实施例的结构示意图。

【具体实施方式】

请参阅图1至图7所示，对本发明的实施例进行详细的说明。

如图1，本发明一种无极灯的耦合发光方法，它具体包括如下步骤：步骤10、使电流通过高频发生器，产生一定频率的正弦交变的高电压；步骤20、将上述高电压加到功率耦合器的电容的两端，所述功率耦合器包括至少一个电容，将所述高电压加在每一电容的两端，电容的两电极板之间产生交变的“位移电流”，所述交变的“位移电流”产生交变磁场；步骤30、上述交变磁场在内壁涂有荧光粉的灯壳内位于电容的中心轴区附近，瞬间产生一个交变电场；步骤40、在上述交变电场的作用下，灯壳内部的气体被电离出等离子体，而且等离子体的自由电子被交变电场加速；步骤50、加速到一定能量的自由电子和灯壳内的汞(包括气态和固态)原子碰撞，激发了汞原子中的电子；步骤60、激发了的汞原子中的电子返回基态时，辐射出紫外线，所述紫外线通过所述荧光粉的时候，所述荧光粉产生了可见光，所述的灯壳内充有汞和惰性气体。上述功率耦合器的每一电容的两电极板为相互平行设置，所述电容的两电极板之间填充有电介质。所述电容的两电极板的外周边通过磁性材料密封起来，

利用上述的方法，本发明一种无极灯的结构，它包括：至少一个功率耦合器、一内壁涂有荧光粉的灯壳，所述功率耦合器设置在所述灯壳的内部或者外部，所述功率耦合器均连接到一高频发生器。所述荧光粉为稀土三基色荧光粉；所述的灯壳内充有汞和惰性气体。

如图2、图3、图4，所述功率耦合器包括两平行设置的电极板11，所述两电极板11形成一电容，两电极板11之间连接一空心管12，所述两电极板11上连接空心管12的位置为中空，所述高频发生器连接在所述电容的的两端电极板11上，并使高频发生器产生的高电压均匀地加在每一电极板11上。所述功率耦合器1的电容的两电极板11之间填充有电介质13；所述电容的两电极板11的外周边通过磁性材料14密封起来；所述磁性材料的厚度一般0.1cm-2cm。在电容的两电极板11之间填充有电介质13，在不改变两电极板11距离的情况下，可以大大提高电容的性能，所填充的电介质13增大了电容的“位移电流”，从而增强了电容产生的交变磁场，从而增强灯壳内的交变电场。而且将电容的两电极板的上端通过磁性材料14密封起来，可有效的将交变磁场聚集在电容周围，提高了功率耦合器的效率。

下面以一无极灯结构作为具体的例子：

如图5，为功率耦合器外置的情形。本实施例的功率耦合器即图2所示的功率耦合器，它没有填充电介质13，所述电容的两电极板11的外周边也没有通过磁性材料14密封起来。本实施例中的无极灯：它包括：功率耦合器一1、功率耦合器二2、一内壁涂有荧光粉的环形灯管3，所述功率耦合器一1、功率耦合器二2对称设置在所述环形灯管3上的两侧，即分别对称设置在所述环形灯管3上，并处于环形灯管3一直径的两端。每一功率耦合器如图2所示，它包括两平行设置的电极板11，两电极板11之间连接一空心管12，所述两电极板11上连接空心管12的位置为中空，通过每一功率耦合器的空心管将其环绕在所述环形灯管3上。所述电极板11为环形的电极板，所述每一功率耦合器的两平行设置的电极板11形成一电容。本实施例共有两个功率耦合器，即有两个电容。将高频发生器即镇流器(未图示)连接在所述功率耦合器的电容的两端电极板上，并使高频发生器产生的高电压均匀地加在每一电极板11上。。所述荧光粉为稀土三基色荧光粉，所述电极板可为铜板，所述的环形灯管3内充有汞和惰性气体。

使电流通过高频发生器(未图示)，产生一定频率的正弦交变的高电压；高频发生器(未图示)将上述交变的高电压均匀的加到功率耦合器一1和功率耦合器二2的电容的两端电极板(电流的方向如箭头所示)，功率耦合器一1的电容和功率耦合器二2的电容在正弦交变的高电压的作用下均产生了交变的“位移电流”，“位移电流”产生交变磁场(磁场的方向如箭头所示)，产生的交变磁场会在涂有荧光粉的环形灯管3内瞬间产生一个交变电场(电场的方向如箭头所示)；在交变电场的作用下，环形灯管3内部的气体被电离出等离子体，而且等离子体的自由电子被交变电场加速；加速到一定能量的自由电子和灯壳内的汞原子碰撞，激发了汞原子中的电子；激发了的汞原子中的电子返回基态时，辐射出紫外线，所述紫外线通过所述荧光粉的时候，所述荧光粉产生了可见光。

如图6，为功率耦合器内置的情形。本实施例的功率耦合器的结构即如图3所示的功率耦合器，它填充有电介质13，所述电容的两电极板11的外周边通过磁性材料14密封起来。本实施例中的无极灯：它包括：功率耦合器三4、一内壁涂有荧光粉的灯泡5，所述的功率耦合器三4设置于所述灯泡5之内。所述功率耦合器三4包括两平行设置的电极板11，两电极板11形成一电容，两电极板11之间连接一空心管12，所述两电极板11上连接空心管12的位置为中空，所述高频发生器连接在所述电容的的两端电极板11上，并使高频发生器产生的高电压均匀地加在每一电极板11上。。所述两电极板11之间填充有电介质(未图示)，电容的两电极板11的上端通过磁性材料14密封起来，所述电介质、磁性材料14有效的增强了功率耦合器三4产生感应的交变磁场的强度，从而增强了感应的交变电场的强度。感应的交变磁场的方向如图的箭头所示，感应的交变电场的方向如图的箭头所示。将功率耦合器三4的两电极板之间的空心管12，有助于将感应的交变电场聚集在一定的空间内，增强交变电场的作用。而且为了保护功率耦合器三4在使用过程中受到损坏，可以在功率耦合器三4外表面增加一层保护层(未图示)。

如图7，本发明还可以在两电极板的外周边的磁性材料14上分别缠绕通以交变电流的导线141，使之为无极灯提供了电感耦合的方式。这样子，所述功率耦合器即可以通过电容提供电容耦合，又可以通过缠绕有导线141的磁性材料14提供电感耦合。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (9)

1.一种无极灯的耦合发光方法，具体包括如下步骤：

步骤10、使电流通过高频发生器，产生一定频率的正弦交变的高电压；

步骤20、将上述高电压加到功率耦合器的两端，产生一交变磁场；

步骤30、上述交变磁场在内壁涂有荧光粉的灯壳内瞬间产生一个交变电场；

步骤40、在上述交变电场的作用下，灯壳内部的气体被电离出等离子体，而且等离子体的自由电子被交变电场加速；

步骤50、加速到一定能量的自由电子和灯壳内的汞原子碰撞，激发了汞原子中的电子；

步骤60、激发了的汞原子中的电子返回基态时，辐射出紫外线，所述紫外线通过所述荧光粉的时候，所述荧光粉产生了可见光；

其特征在于：所述步骤20具体包括：所述功率耦合器包括至少一个电容，将所述高电压均匀地加在每一电容的两端电极板，电容的两电极板之间产生交变的“位移电流”，所述交变的“位移电流”产生交变磁场。

2.根据权利要求1所述的一种无极灯的耦合发光方法，其特征在于：所述的灯壳内充有惰性气体；所述步骤30中，所述荧光粉为稀土三基色荧光粉。

3.根据权利要求1所述的一种无极灯的耦合发光方法，其特征在于：所述功率耦合器的每一电容的两电极板为相互平行设置，所述电容的两电极板之间填充有电介质。

4.根据权利要求1或3所述的一种无极灯的耦合发光方法，其特征在于：所述电容的两电极板的外周边通过磁性材料密封起来。

5.根据权利要求4所述的一种无极灯的耦合发光方法，其特征在于：所述磁性材料还缠绕有通以交变电流的导线，使之为无极灯提供了电感耦合的方式。

6.一种无极灯的结构，它包括：至少一个功率耦合器、一内壁涂有荧光粉的灯壳，所述功率耦合器设置在所述灯壳的内部或者外部，所述功率耦合器均连接到一高频发生器，其特征在于：所述功率耦合器包括两平行设置的电极板，所述两电极板形成一电容，两电极板之间连接一空心管，所述两电极板上连接空心管的位置为中空，所述高频发生器连接在所述电容的两端电极板上，所述功率耦合器的电容的两电极板之间填充有电介质。

7.根据权利要求6所述的一种无极灯的结构，其特征在于：所述电容的两电极板的外周边通过磁性材料密封起来。

8.根据权利要求7所述的一种无极灯的结构，其特征在于：所述磁性材料还缠绕有通以交变电流的导线。

9.根据权利要求6所述的一种无极灯的结构，其特征在于：所述荧光粉为稀土三基色荧光粉；所述的灯壳内充有汞和惰性气体。

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