專利名稱：感應電力燈組件的制作方法
技術領域：
本發明涉及照明設備，更具體是涉及與感應電力照明應用相關的燈組件。
背景技術：
盡管不是應用很廣，感應耦合照明系統是已公知的。傳統的感應耦合照明系統一 般包括具有由電源驅動的初級線圈(或“一次線圈”)的初級電路，以及具有感應接收初級 線圈功率的次級線圈(或“二次線圈”)的次級電路。感應耦合相對于傳統的直接電連接具 有多種優點。首先，感應耦合燈較硬連線的燈更加安全和容易連接和斷開。直接電連接在 安裝和拆除燈組件時一般必需操作電連接器。這一般比較費事還會引起電擊的危險。一般 的，電連接器需要至少部分暴露，因此增加了電擊的危險。另一方面，對于感應耦合燈不需 要任何電連接器的操作。實際上，燈組件的次級線圈簡單的只需放置在初級線圈的附近以 將功率提供給燈組件。第二通過省去電連接器而消除了伴隨常規電連接器的問題，諸如常 規的電連接器易于腐蝕和磨損，從而提高了系統的可靠性。當環境條件使電連接器處于潮 濕條件時，這些問題對戶外裝置更為敏感。當重復使用時，機械連接裝置也易于磨損而最終 失效。第三，感應耦合燈固有的可以減少燈組件上的電危害。如上面提到的，燈組件與電源 是電絕緣的。所有的電力必須通過感應從電源傳送到燈組件。由于存在著對可以感應傳送 至燈組件的功率的內在限定，燈組件中的功率是受到限制的，電危害的風險被降低了。盡管感應耦合燈提供了多種優于直接連接燈的重要優點，但是它們存在著重大的 缺點。感應耦合固有的較直接電連接低效。這一部分是由于需要電能來產生和維持電磁場。 常規感應耦合的低效率主要是由拙劣的調諧電路導致的。這些低效率被初級線圈和次級線 圈中的震動產生的噪音和吸熱的增加證明。這一效率問題在高功率燈應用中變得嚴重。而 且已有的燈電路需要精確定位初級線圈和次級線圈以提供合理的效率水平。這需要更精確 的公差，并且限制燈組件和整個燈的設計和結構。燈具行業面臨的最大的可靠性問題之一是由電線或其他導電器貫穿燈套筒而引 起的。典型的，電線通過玻璃管座穿進燈的內部。由于玻璃不易于粘附和密封導線，因此存 在材料上的風險會導致在電線穿過燈的位置發生泄漏。盡管已努力優化密封，但仍然存在 重大的可靠性問題。對于常規感應電力燈，還存在伴隨著燈電路元件暴露在環境中而產生的可靠性 問題，比如，來自環境中的水或者濕氣可能會損害電路元件。為了解決這一問題，至少一 個感應電力照明系統將整個燈組件密閉在密封的套筒中。Hutchisson等的美國專利US 5，264，997種披露了一種燈，該燈安裝在印刷電路板上，與次級線圈間隔多個接線端子。印
4刷電路板包括各種感應耦合操作所需的電子元件。分隔外殼和透鏡部分相互密封而形成圍 繞燈、印刷電路板和次級線圈的不漏外殼。外殼具體的設置為適合接受次級線圈和與容納 初級線圈的燈座相互安裝的形狀。盡管密封外殼提供了改進的對環境條件的保護，但是它 相對來說體積大，并且僅僅提供按照透鏡方向透射的光線。由此可見，仍然需要一種效率高、在各種條件下具有改進的可靠性、并且容易適合 多種不同燈結構的感應耦合燈組件。

發明內容
上述問題通過本發明得以解決，其中燈組件中設有燈、為燈提供電力的感應次級 線圈和電容器。電容器與燈和次級線圈串聯，并且其在工作頻率下的電抗約等于或者略小 于燈和次級線圈在工作溫度下的合成阻抗。結果，燈電路在諧振或者接近諧振條件下工作。 對于放電燈，串聯的電容器還起到限制次級電路中的電流的作用，排除電流非控制的增加， 不然對于放電燈會發生上述問題。另一方面，本發明提供一種感應電力燈組件，其中整個燈組件電路密封在透明套 筒中。優選地，整個燈組件電路，包括次級線圈和任何相關的電容器，被密封在燈的套筒里。 在可選實施例中，次級線圈和燈，以及任何電容器和啟動裝置被容納在第二封閉的塑料、特 富龍、玻璃或者石英套筒中，并且沒有電線或其他部件穿過該套筒。在第二套筒與所述燈套 筒之間的空間優選抽空或者填充功能氣體以提供所需水平的熱傳導或熱絕緣。在另一方面，本發明提供遠程啟動開關以提供對放電燈的預加熱。在燈啟動期間 的特定時間段內，開關使在次級線圈上的電極短路。此外，該電路還可以具有串聯的電阻器 以限制預加熱電流。在一個實施例中，開關為優選由在燈控制電路中的相應線圈產生的電 磁場來啟動的電磁開關。本發明提供一種用于感應電力照明的簡單廉價的燈組件。由于燈組件在諧振或接 近諧振條件下進行工作，因此具有高的功率因數以及高的效率。通過生熱性減少了能量消 耗，并且即使在相對高功率的應用下，也提供感應耦合的安靜工作。次級線圈的效率不需 要初級線圈與次級線圈的精確對準，因此允許燈和燈組件在布置和結構上具有更大的自由 度。密封套筒提供具有改進的對環境防護的燈電路，而沒有限制光線從燈的傳輸。盡管具 有許多光源，發出的光譜基于套管材料的特定的透射性也許有損耗，比如，有些材料對紫外 光不是高透射性的。本發明允許功能性氣體截留在密封的套筒中，以增加或減少燈與環境 的隔離程度。此外，通過將整個燈電路密閉在燈套筒中，可省去對穿過套筒的電線或者電導 線的需要。這在大大減少生產損失的同時，在很大程度上提高了燈的可靠性。同時，本發明 的電磁開關提供了一種常規啟動電路的廉價和可靠的備選方案。以下，結合附圖對本發明進行詳細說明，本發明的這些以及其他目的、優點和特征 變得更加明顯。


圖1為根據本發明一個實施例的燈組件的截面圖；圖2為垂直于圖1所示截面圖的圖1所示燈組件的截面圖；圖3為根據本發明一個實施例的燈電路的示意圖4為具有白熾燈的另一種可選燈組件的截面圖；圖5為具有帶通用基座的白熾燈的另一種可選燈組件的截面圖；圖6為具有鹵素燈的另一種可選燈組件的截面圖；圖7為具有在燈套筒外側設有基座的鹵素燈的另一種可選燈組件的截面圖；圖8為具有不帶基座的鹵素燈的另一種可選燈組件的截面圖；圖9為具有不帶外套筒的熒光燈的另一種可選燈組件的截面圖；圖10為具有T-5或T-8型熒光燈的另一種可選燈組件的截面圖；圖11為用在圖10所示燈組件中的燈電路的示意圖；圖12為用在圖10所示燈組件中的另一種可選燈電路的示意圖；圖13為用在圖10所示燈組件中的又一種可選燈電路的示意圖；圖14為用在圖10所示燈組件中的另外一種可選燈電路的示意圖；圖15為具有PL型熒光燈的另一種可選燈組件的截面圖；圖16為具有PL型熒光燈的另一種可選燈組件垂直于圖15所示截面的截面圖；圖17為另一種可選燈組件的局部截面分解圖；圖18為圖16所示另一種可選燈組件的一部分的截面圖；圖19為另一種可選燈組件的一部分的截面圖；以及圖20為又一種可選燈組件的一部分的截面圖。
具體實施例方式根據本發明一個實施例的燈組件如圖1和2所示，并且一般被標記為10。為了公開 的目的，本發明首先結合被改裝在38瓦條件下使用的例如用于水處理裝置中的常規PL-S 型11瓦紫外線(紫外線)燈進行描述。燈組件10通常包括燈電路12和外套筒70。燈電 路12包括次級線圈14、電容器16和燈18，全部串聯(參見圖3)。次級線圈14感應接收來 自相關鎮流器(未示出)的初級線圈(未示出)的功率。串聯電容器16經過將在后面詳 細描述的特定調諧，以使燈電路在特定操作條件下諧振操作。整個燈電路12完全封閉在外 套筒70中，包括次級線圈14、電容器16和燈18。至少一部分外套筒70是透明的，并且沒 有電線或其他元件穿過。盡管結合PL-S型38瓦紫外線燈對下述實施例進行說明，本發明旨在或適于用于 各種類型或樣式的燈，包括放電燈，白熾燈，脈沖白光燈和發光二極管(“LED”)燈。本公開 提供多種顯示白熾燈和放電燈的其他可選擇的實施例。這些實施例用以解釋本發明的廣泛 應用和適用性，并非是對權利要求范圍的限定。多種用于啟動本發明的感應電力燈組件的鎮流器對本領域技術人員來說是已公 知的。因此，不再對鎮流器進行詳細描述。特別適用于說明性實施例中的PL-S型38W紫外 線燈的鎮流器在于2000年6月12日提交的，申請號為No. 90/592194，標題為“流體處理系 統(FluidTreatment System)，，的美國專利申請中公開，該申請在此作為參考被整體引用。 該鎮流器適于為本發明公開的所有實施例提供有效操作。I.燈的結構如上所述，PL-S型38W紫外線燈優選包括用于封閉燈電路12以保護其不受環境 影響(參見圖1和圖2)的外套筒70。外套筒70優選包括主體90和蓋92。主體90 —般
6為具有開口端和封閉端的圓柱形管。燈電路12安裝進主體90后，蓋92在主體90的開口 端上密封以完全封閉燈電路12。燈電路12—般包括次級線圈14、電容器16和燈18。如 下所述，燈電路12還可以包括啟動器35(參見圖2)。燈18為一般常用的具有石英套管的 PL-S型燈，該石英套管具有兩個相互連接共同限定處室28的平行的腿部72a-b。室28被部 分抽空并且含有所需放電氣體，比如水銀蒸汽。管座32a_b設置在每個腿部72a_b的底部。 一對普通的或者定制設計的電極26a-b被設置在室28內，在每個管座32a-b的頂部安裝一 個。在這個實施例中，外套管70優選由石英制成以高效地透過紫外光。在非紫外線的應用 中，外套管可由玻璃、特富龍或者塑料制成，部分取決于燈產生的熱和燈的工作環境。例如， 另一種可選擇的外套管由一定長度具有密封相對端(未示出)的特富龍管制成。特富龍管 可以被裝配在燈組件的剩余部分上，并且其相對端可被卷起，或者密封以封閉特富龍套筒。 優選的，特富龍管的每一端利用熱和壓力向自己折回并卷曲。燈組件10還包括基座50和支板86，以將燈18的相對端保持在外套筒內。基座50 一般為圓柱形且其尺寸適于被緊密裝配在外套筒70內。除了保持燈18的一端外，基座50 還容納燈電路12的多種電子組件。基座50限定出圓形的凹槽80以容納次級線圈14的繞 組，一對縫隙82a-b以容納每個腿部72a-b的底端，和一對孔隙84a_b以容納電容器16和 任何所需的啟動器35。燈組件10還可以包括設置在次級線圈和電極36a-b之間的熱反射 器58。熱反射器58的形狀優選為匹配在其安裝位置的燈套筒52的端面形狀，并且優選由 常用的反射材料制備，比如鋁或在適合基底上的鋁箔。支板86—般為盤形并且其尺寸的設 定使其緊密地裝配在外套筒70內。支板86優選包括凸出部88，以摩擦裝配在石英套筒52 的腿部72a-b之間。基座50和支板86的精確設計和結構在不同的應用中是變化的，取決 于外套管70和燈電路12的各種部件的設計和結構。基座50和支板86優選由可以經受高 溫的材料制備，比如陶瓷或者高溫塑料。在一個實施例中，在外套筒70和燈套筒52之間的空隙96被構造以提供具有所需 導電性或絕緣性的燈組件。例如，空隙96可以被抽空以使燈與冷的環境隔絕。另一種選擇 是，空隙96被填充較重的氣體，如氬和氖，或者填充流體以在熱環境下傳導熱。在熱環境下 從燈傳導熱將有助于保護燈不致過熱，并且有助于提供最大強度。 在大多數應用中，燈組件10還可以包括可使鎮流器感應燈組件10存在的機構。這 使鎮流器只有當安裝燈組件10時才能啟動初級線圈(未示出)。盡管感應機構在許多應 用中并非必要的，特別是在低功率應用中，但是其確實提供了更有效的設計以節約能量、減 少生熱，并且保護初級線圈免于伴隨持續的操作引起的某種類型的損害。在一個實施例中， 燈組件10包括感應磁體60和鎮流器(未示出)，或者相關的控制電路，包括被感應磁體60 啟動的簧片開關(未示出)。更具體而言，當燈組件10被安裝時，感應磁體60設置在靠近 簧片開關(未示出)處。來自感應磁體60的磁場導致簧片開關62關閉，由此向鎮流器或 控制電路提供信號表明燈組件10已處于適當的位置。感應磁體優選安裝在基座50上，但 是也可以安裝在其他所需的位置。另一種選擇是，感應磁體60和簧片開關(未示出)可以 被機械開關(未示出)取代。比如，開關可被設置在通過燈組件10的安裝而機械關閉的位 置上。另一種選擇是提供燈以手動啟動的on/off開關，例如有選擇地開和關鎮流器的撥動 開關。 II.燈電路
現在將結合上述的PL-S型38W紫外線燈(參見圖1和2)說明燈電路12。如上所 述，燈電路12通常包括燈18、次級線圈14和電容器16。燈電路12的示意圖如圖3所示。 在這一實施例中，燈電路包括單個次級線圈14，優選由小直徑導線22構成的線圈構成。次 級線圈14的精確特性將作為初級線圈(未示出)和負載(如燈)的函數而隨著應用的不 同而變化。導線22優選常用的磁導線或絞合線(LITZ)，取決于功率設定和熱耗散。導線優 選環繞環形凹槽80內的基座50進行纏繞，這使次級線圈14具有中空芯。如果需要，中空 芯24可以被其他常用芯取代。導線的類型、導線匝數和芯的直徑(以及由此得到的導線匝 的直徑)將隨著應用的不同而變化，取決于各種因素例如初級線圈和燈18的負載特性。選 擇次級線圈14的電感作為工作頻率和負載(即燈)在供給功率下的阻抗的函數。更具體 而言，次級線圈14的電感由下式確定
次級線圈的電感=巧 2 χ工作頻率在38瓦的實施例中，次級線圈14被構造以接收來自在大約100千赫的頻率下工 作的初級線圈的功率。次級線圈14包括72匝導線而初級線圈包括135匝導線。在所述的 38瓦實施例中，次級線圈14在100千赫頻率時具有196微亨的電感值，具有大約123歐姆 的電抗值。次級線圈14優選安置在燈組件10的基座50中。選擇次級線圈的直徑，使其緊 密裝配在基座50內。次級線圈14通過引線51a-b與燈18電連接。盡管次級線圈優選為 圓形，其也可以依據應用的不同而變化。例如，次級線圈可以為方形、橢圓形、三角形、梯形、 六邊形、或者甚至為球形。次級線圈優選與初級線圈同心設置在外部或內部，或者兩個線圈 可端對端地設置。選擇電容器16，以考慮機械約束提供最佳的功率因數校正，由此在燈電路中提供 諧振。功率因數優選.90或更大，并且更優選為.96或更大，但是在一些應用中低一些的值 也是可以接受的。沒有足夠的功率因數修正，次級線圈中的電抗性電流將會反射回到初級 線圈中，成為更低阻抗負載。這將導致在工作功率和電流條件下的向上漂移，以及以在初級 電路中的熱增量方式產生的更高耗損。這一效果與初始的預期是相反的，但這確實是由于 串聯諧振初級電路的反射阻抗的相反性質產生的。試驗已經揭示在因數低于.90時，在初 級線圈中的電抗性電流和損耗增加得非常快。這可能具有對效率有不良影響的材料，尤其 是當這些損耗被附加到由耦合因子和dc阻抗導致的損耗時。總的來說，選擇電容器16，以 具有約等于或者略小于燈18在其工作溫度時其電阻阻抗和次級線圈14的電抗阻抗。類似 于次級線圈14的電感，選擇電容器的電抗作為給定功率下的工作頻率和負載(即燈)阻抗 的函數。更具體而言，根據下式選擇電容器的電抗
電容器的電抗=&偏A17口& 1^^r 負載的阻抗X 2 X工作頻率在該電抗值時，電容器16、次級線圈14和燈18將在接近諧振條件下進行工作，提 供高的功率因數并由此提供高效率。在說明性實施例中，電容器16為接近12. 9納法(nf)。 該值將響應初級線圈(未示出)、次級線圈14和/或燈18的變化而改變。如上所述的次級線圈和電容器公式給出了粗略大致的所需電容和次級線圈電抗值。為了得到更精確的值(并且由此精確調諧功率因數，限流效果和總體工作參數)，可以 使用循環測試程序。在一些應用中需要該循環測試以得到在所需次級電路中的效率水平。 這些設計的工作參數包括預加熱、觸發電壓和工作電流。所有的這些參數可以隨比率、電容 和電感的變化，通過調諧過程來配置。雖然電容器16優選在燈18處于工作溫度時根據次級線圈14和燈18進行調諧， 電容器16也可以在其它時間調諧以提供最優的效率。比如，在需要大電流以啟動燈的放電 燈中，本發明可以用于在啟動時增益電路。在這樣的應用中，選擇電容以具有約等于次級線 圈和電燈在啟動溫度(而不是工作溫度)下的聯合阻抗的電抗。這將增加燈電路在啟動期 間的效率，允許使用具有更低電流最大值的鎮流器。根據等離子體的性質，放電燈試圖維持電壓在基本上恒定的固有電壓值處。結果， 當次級線圈14產生超過燈的固有電壓的電壓時，燈將消耗過多的功率。由于放電燈的阻抗 響應電流而降低，因此燈電壓產生不斷增加的更大的電流直至電路極限或自毀。上述問題 通過電容器16得以解決，其作用是限制供給燈的電流。電流限制功能是電容器的固有特 性。已確定使次級線圈處于諧振的電容值約等于能提供合適電流限制的電容值。相應地， 已確定在本發明中通過選擇電容值以提供合適的整體功率因數獲得電流限制功能。本發明被并入放電燈組件時，燈電路12優選包括常用的啟動器35 (參見圖2)， 輝光燈泡或者其他相等同的裝置。啟動器和輝光燈泡是已公知的，因此不再在本申請中詳 細描述。在放電燈組件的一個實施例中，常用啟動器被遠程啟動開關替代，比如電磁開關 34(參見圖3)。電磁開關34在電極36a-b之間串聯的接入，由此有選擇地允許開關34關 閉電極36a-b間的電路。當關閉時，開關34允許電流直接流過電極36a-b，而不是通過需要 電弧擊穿氣體。結果是，當開關34關閉時，電極36a-b被快速加熱。優選基本垂直于初級 線圈電磁場的方向設置電磁開關34，以使電磁開關34不被初級線圈的電磁場啟動。取而 代之，分離的線圈38設置在電磁開關34附近，在此其可以被充電以選擇性關閉開關34。微 處理器40優選控制線圈38的工作，由此控制電磁開關。微處理器40被編程在每次燈電路 被通電時，在一個固定時間間隔內給線圈38充電。這關閉電磁開關，同時短路電極36a-b。 另一種選擇是，微處理器40可以被常用的單次計時器電路(未示出)替代，單次計時器被 構造用以在每次燈啟動時，給線圈充電所需時間。III.其他可選實施例燈組件的配置在不同的應用中也許有顯著的變化，大體上取決于燈的類型和相關 的功率要求。本發明可以進行改進以允許在更廣泛種類的現有的照明系統中使用。下列備 選實施例描述了適于各種用途的多種可選實施例。這些備選實施例旨在說明本發明的廣泛 的適應性，而非是窮舉性的。圖4示出了將本發明應用于白熾燈中的另一可選實施例。在該實施例中，燈組件 110包括玻璃套筒152和塑料基座150。玻璃套筒152 —般為燈泡形，并且包括向里彎折并 且通常為圓柱形的管座132。次級線圈114圍繞管座132安裝在玻璃套筒152內。燈絲136 以常規方式安裝在次級線圈上向上延伸至玻璃套筒152的球形部分。與上述實施例不同， 本實施例中基座150裝配到玻璃套筒152的外部。基座被構造與相應的插座(未示出)相 互固定。所示基座150 —般為圓形并且包括被構造用以快速配合進入相應的插座(未示出) 中的環形凹進部156。基座150還包括上凸緣158以提供用于從插座(未示出)上移走燈
9組件110的抓緊邊。但是，基座150可以具有多種不同的結構以允許燈組件與各種不同的 插座機械連接。例如，基座可以是帶有外螺紋的。如圖所示，燈組件110優選包括感應磁體 160。感應磁體160可以被裝配到基座150底面上的相應的保持壁162上。如上所述，感應 磁體160與磁性啟動開關協同作用，以提示初級線圈或者控制電路燈組件110的存在。這 使初級線圈只有在燈組件110處于適當的位置時才被通電。如圖5所示，白熾燈組件110’ 可以被構造以能與常規的通用基座進行工作。在該實施例中，基座150’包括一對安裝插腳 156a-b，其可以與常規的通用基座燈插座(未示出)中的匹配插槽互鎖。圖6示出了應用于鹵素燈中的本發明的另一可選實施例。在該實施例中，燈組件 210 一般包括石英套筒252和陶瓷基座250。選擇套筒252和基座250的材料，以能承受鹵 素燈工作時特別高的溫度。石英套筒252優選完全密封，并且不包括任何貫穿的元件，如導 線或其他電連接器。燈絲236、次級線圈214和電容器216被封閉在石英套筒252內。在一 些應用中，電容器216對于提供可接受的效率水平不是必需的，因此相應可以去掉。燈組件 210進一步包括設置在燈絲236和次級線圈214之間的熱反射器258。基座250可包括四 分之一圈的螺紋256a-b，其在相應的插座(未示出)中相互螺紋配合。基座250可具有另 一種可選擇的結構以便于安裝在插座上。感應磁體260優選安裝到基座250的內底面上。在可選擇的鹵素燈組件210’中，石英套筒252’被縮短以剛好終止于基座250’的 頸部(參見圖7)內。次級線圈214’被移到石英套管252’的外部，并且設置在基座250’ 中。在這個實施例中，次級線圈214’與燈絲236’熱量的絕緣。該實施例還可以包括感應 磁體260，。在另一個可選的鹵素燈組件210”中，基座被省去，而感應磁體260”被移入密封石 英套筒252”的內部。如圖8所示，石英套筒252”限定了完全圍繞套筒252”延伸的環形的 凹進部256”，以使燈組件210”可被快速配合進入相應的插座(未示出)中。另一個可選擇的實施例如圖9所示。在該實施例中，燈組件310包括設置在燈套筒 352外部的基座350，并且燈組件310不包括外套筒。燈套筒352封閉電極336a_b以及所需 的放電氣體如水銀蒸汽。次級線圈314、電容器316、任何所需的啟動機構(比如常用的啟 動器或者如上所述的磁性啟動開關)以及所有電連接器被容納在基座350內，但是在燈套 管352外部。基座350被構造用以與常規通用基座相對應，并且包括一對安裝插腳356a-b， 其可以與燈插座(未示出)中的匹配插槽互鎖。基座350也可以選擇被構造用以與其他插 座結構相匹配。感應磁體360優選安裝在基座350中。如果需要，該燈組件310也可以增 加外套筒(未示出)以增加其對環境的防護。如果包括外套管，外套筒優選除了基座350 圍繞整體燈組件延伸。基座350被安裝在外套筒的外部以使其可與燈插座相互配合。圖10和圖11示出了應用于T5或T8型熒光燈中的本發明的另一可選實施例。燈 組件410包括加長的玻璃套筒452和一對次級線圈414a-b，每個位于套筒452的一端。由 于兩個次級線圈414a-b處于不同的物理位置，電源優選被構造用以包括兩個分離的初級 線圈(未示出)，分別為兩個次級線圈414a-b提供電能。兩個初級線圈設置在鄰近相應的 次級線圈處。典型地在線圈414a-b之間均勻分配電能，但是并非嚴格必須。優選次級線圈 414a-b被設置相反極性，每一個初級線圈和次級線圈結合被構造，用以保持給燈供電所需 的半電壓和電流。套筒452優選包括在每一相對端形成的環形管座432a-b以容納次級線圈 414a-b。電極436a-b與每一個次級線圈414a-b電連接。電容器416串聯連接在兩個次級線圈414a-b之間。計算該實施例中的電容器416a-b的值的優選方法是，假定只使用一個 線圈，根據上述的方法(與披露的第一個實施例有關)對電路進行初始分析。然后將這種 假定情況下的單個電容值二等分，作為本實施例中兩個電容416a_b中每一個的電容值。可 選用的端蓋420a-b，優選由鋁制成，被裝配在套筒452的相對端上。燈組件410可以包括常 用啟動器435，如圖11所示。在這個實施例中，需要在兩個次級線圈414a-b之間提供導體 498a-b。導體498a-b優選包含在燈套管452中。作為另一種可選方式，磁性開關434a_b， 或者其他遠程啟動開關可以替代常規啟動器。如圖12所示，燈組件410’包括串聯安裝在 每個次級線圈414a-b，和其相應的燈絲或電極436a-b，之間的分離開關434a_b。通過關 閉該開關434a-b，從每個次級線圈414a-b’的電能直接提供給相應的燈絲。在這個實施例 中，在次級線圈414a-b，之間只有一個導體498，。電容器416，沿導體498，串聯連接。圖13示出了用于雙線圈燈組件410”的另一可選電路。在這個電路中，在兩個次級 線圈414a-b”之間不需要導體。代替的是，每一個次級線圈414a-b”包括專用開關434a-b” 和專用電容器416a-b”。燈控制器優選被構造用以使兩個開關434a-b”同時打開和關閉。 計算電容器416a-b”的電容值的最優方法是，假定只使用一個次級線圈根據第一個實施例 公開方法對電路進行初始分析。然后二等分該假定配置的單個電容器的電容值，以作為本 實施例的兩個電容器416a-b”中每一個的電容值。在一些應用中，電能不能在兩個次級線 圈之間均勻分配。在這樣的實施例中，兩個電容器的電容值間的比率應該與兩個次級線圈 之間的功率比率相當。圖14示出了用于雙線圈燈410”’的另一個可選電路。在該實施例中，僅設有一個 次級線圈414”’。次級線圈414”’與位于燈相對端的電極436a-b”’連接。該電路包括在線 圈間延伸的一對導體498a-b”’。設有常規啟動器435”’或其他啟動機構，比如磁性開關，用 以啟動燈。在這一實施例中，優選根據第一個披露的實施例的方法選擇電容器416”’的電容值。本發明應用在PL型熒光燈中的另一個可選擇的實施例如圖15和圖16所示。在 這一實施例中，整個燈電路被封閉在燈套管552中，并且不包含外套管。如圖所示，燈組件 510包括具有兩個相互連接的腿部502a-b的燈套管552。該燈組件510可以包括上述任何 種類的雙線圈燈電路。為了說明的目的，該實施例結合燈組件510進行描述，該燈組件具有 安裝在每個腿部502a-b的基座上的分離的次級線圈514a-b。兩個次級線圈514a_b優選 由圍繞或者鄰近燈組件510 —端的一個初級線圈提供電力。每個次級線圈514a-b與電極 536a-b、電容器516a-b和磁性啟動開關534a_b串聯。如上所述，結合實施例13所述的實 施例選擇每個電容器516a-b的電容值。該燈組件510還可以包括感應磁體560。具有可選用的密封結構的可選擇燈組件610如圖17和圖18所示。如分解視圖 17所示，燈組件610 —般包括鎖緊環602，外套筒670，燈618和基座650。鎖緊環602、外 套筒670和基座650配合密封燈組件610。如圖18所示將更清楚，基座650包括用以容納 次級線圈614和燈618的圓柱形中心部分652。更具體而言，燈618安裝在印刷電路板組 件(“PCBA”)654上，該印刷電路板組件優選支承燈組件610中的任何電容器或啟動機構。 燈/PCBA的組合件例如通過固定零件或者快速配合的方式被安裝在基座650上。基座650 還可以包括圍繞基座650的環形溝槽656，用于容納外套筒670的端部。一個0型圈604圍 繞中心部分652裝配在環形溝槽656中。基座650可以包括環形肋(未示出)用以防止0
11型圈604拱上中心部分652。一旦被安裝，0型圈604設置在外套筒670的內徑和基座650 的中心部分652的外徑之間。在該位置，0型圈604不僅僅提供有效的防水密封，而且還可 以作為震動阻尼器以對燈和外套筒670之間震動進行減震。外套筒670 —般為具有封閉端 和開口端的圓柱形管。圍繞外套筒670的開口端設有卷邊672或者其他凸緣。外套筒670 通過鎖定環602安裝固定在基座650上。鎖定環602 —般為環形并且裝配到外套筒670和 基座650上。鎖定環602通常具有倒L形狀的截面，并具有徑向腿部674和軸向腿部676。 徑向腿部674與卷邊672接合，軸向腿部676與基座650的外表面接合。另一種選擇是，如 圖19所示，鎖定環602’和基座650’也可以被構造成可使軸向腿部676’可被裝配到環形 溝槽656，中。在兩個實施例中，軸向腿部676或676，被固定在基座650或650，上以將外 套筒670鎖定在基座650的環形溝槽656中。鎖定環602可以用各種連接方式附接在基座 650上。例如鎖定環602可以通過聲波或者熱焊接的方式附接到基座650上。另一種選擇 是，燈組件610”可包括下凸緣678(參見圖20)的鎖定環602”，以使鎖定環602’被快速裝 配到基座650’上，或者可以在鎖定環和基座上設置螺紋(未示出)，以使鎖定環螺紋固定到 基座上。 上面描述的為本發明的多種實施例。只要沒有偏離所附權利要求中所限定的精神 和范圍，可以作出多種改進和變化，所述權利要求依據專利法的等同原則進行解釋。任何以 單數形式對權利要求中的部件進行的引用，例如用“一個”、“這個”和“所述”，不應解釋為是 限制該部件為單個的。
權利要求
一種感應電力燈組件，包括用于接收來自感應初級線圈的功率的感應次級線圈，所述感應次級線圈具有次級電抗；與所述次級線圈串聯設置的燈，所述燈具有燈套筒和燈阻抗；和與所述感應次級線圈和所述燈串聯設置的電容器，所述電容器在起動溫度下選擇具有大致等于所述燈阻抗和所述次級電抗的總和的電抗，由此所述電容器、所述燈和所述次級線圈在起動期間基本上在諧振條件下工作。
2.如權利要求1所述的燈組件，其中所述次級線圈進一步被限定為絞合線線圈。
3.如權利要求2所述的燈組件，其中所述次級線圈進一步被限定為磁導線線圈。
4.如權利要求1所述的燈組件，其中所述燈套筒對所需波長的光基本上是透明的。
5.如權利要求1所述的燈組件，其中所述燈套筒基本上是透明的。
6.如權利要求1所述的燈組件，其中所述燈進一步被限定為白熾燈。
7.如權利要求1所述的燈組件，其中所述燈進一步被限定為放電燈。
8.如權利要求1所述的燈組件，其中所述次級線圈與所述燈同軸。
9.一種感應電力燈組件，包括用于接收來自感應初級線圈的功率的感應次級線圈，所述感應次級線圈具有電抗； 與所述次級線圈串聯設置的燈，所述燈具有基本上等于所述次級線圈的所述電抗的阻 抗值；和與所述次級線圈和所述燈串聯設置的電容器，所述電容器在起動溫度下具有大致等于 所述燈的所述阻抗和所述次級線圈的所述電抗的總和的電抗，由此所述電容器、所述燈和 所述次級線圈在起動期間基本上在諧振條件下工作。
10.如權利要求9所述的燈組件，其中所述次級線圈進一步被限定為絞合線線圈。
11.如權利要求10所述的燈組件，其中所述次級線圈進一步被限定為磁導線線圈。
12.如權利要求9所述的燈組件，其中所述燈組件包括圍繞并完全密閉所述次級線圈、 所述電容器和所述燈的封閉的透明套筒，所述套筒未被貫穿。
13.如權利要求9所述的燈組件，其中所述燈進一步被限定為白熾燈。
14.如權利要求9所述的燈組件，其中所述燈進一步被限定為放電燈。
15.如權利要求9所述的燈組件，其中所述次級線圈與所述燈同軸。
16.一種制造燈組件的方法，包括以下步驟將燈與感應次級線圈連接，所述燈具有燈套筒和阻抗，所述次級線圈具有電抗； 將電容器與所述燈和所述感應次級線圈串聯連接，所述電容器在起動溫度下選擇具有 大致等于所述燈阻抗和所述次級電抗的總和的電抗，由此所述電容器、所述燈和所述次級 線圈在起動期間基本上在諧振條件下工作。
17.如權利要求16所述的方法，其中所述燈連接步驟包括以下步驟 連接燈絲線第一端至所述感應次級線圈的第一引線；連接燈絲線第二端至所述電容器的第一引線；以及 連接所述電容器的第二引線至所述感應次級線圈的第二引線。
18.如權利要求16所述的方法，其中所述燈連接步驟包括以下步驟連接第一燈電極 至所述感應次級線圈的第一引線；連接第二燈電極至所述電容器的第一引線；以及 連接所述電容器的第二引線至所述感應次級線圈的第二電極。
19.如權利要求12所述的燈組件，其中所述套筒為基本上平的塑料管，所述管的相對 端被密封以提供完全密封封閉。
20.如權利要求19所述的燈組件，其中所述管的所述相對端被卷邊。
21.如權利要求20所述的燈組件，其中所述塑料管進一步被限定為聚四氟乙烯管。
全文摘要
本發明提供一種感應電力燈組件，包括用于接收來自感應初級線圈的功率的感應次級線圈，所述感應次級線圈具有次級電抗；與所述次級線圈串聯設置的燈，所述燈具有燈套筒和燈阻抗；和與所述感應次級線圈和所述燈串聯設置的電容器，所述電容器在起動溫度下選擇具有大致等于所述燈阻抗和所述次級電抗的總和的電抗，由此所述電容器、所述燈和所述次級線圈在起動期間基本上在諧振條件下工作。本發明還提供一種制造燈組件的方法，包括以下步驟將燈與感應次級線圈連接，所述燈具有燈套筒和阻抗，所述次級線圈具有電抗；將電容器與所述燈和所述感應次級線圈串聯連接，所述電容器在起動溫度下選擇具有大致等于所述燈阻抗和所述次級電抗的總和的電抗，由此所述電容器、所述燈和所述次級線圈在起動期間基本上在諧振條件下工作。
文檔編號H05B41/24GK101881385SQ20101013584
公開日2010年11月10日 申請日期2002年6月7日 優先權日2002年4月26日
發明者D·W·巴爾曼 申請人:通達商業集團國際公司