[发明专利]低压自启辉、自引弧方法及装置

说明书

本发明涉及一种低压自启辉、自引弧方法及装置。

现有技术：常用的气体放电灯，如日光灯等，必须在高下启辉，许多时候须加热灯丝以提供离子源，因此需要启辉器和镇流器等器件及其组成的电路，或者其它升压电路，常用的电感式日光灯镇流器的功率因数低，能耗大，灯丝需预热，一般电子镇流器须升压或配用特殊接线回路，与现行的日光灯回路兼容性较差，电压高对器件的要求也高，或使线路复杂化，两者均使成本升高，而可靠性降低。

本发明的目的是提供一种简单、廉价、可靠、无需辅助启动电路、具有高电源利用率、自点燃的低压自启辉、自引弧方法及装置。

本发明适合于着火电压与电极距离相关的场合。

本发明的目的是这样实现的：气体放电遵循巴邢定律，着火电压随电极距离减少而减少，而伏安特性如图1所示，因此发明这样的方法和装置，包含二种方式：

第一种单线结构，在工作电极1和2间放置一条电阻线，其中一个端头连于一个电极上，另一个端头拉向另一电极，但不连接，而是保留一个小间隙，如图2所示，由于电阻线悬空端与工作电极间的间隙（称为起动间隙）少于两工作电极间的距离，因此间隙的着火电压少于工作电极间的着火电压，当工作电压≥工作电极间的维持电压和工作电压≥间隙的着火电压时，首先在间隙中启辉或引弧，在这一区间内形成等离子体，当电阻线的线电阻及间隙距离与工作腔适配时，即电阻线上之电压梯度≥工作腔之维持电压梯度，而开始时间隙可击穿，则等离子体从间隙开始沿电阻线扩展成长，最终形成等离子通路，于是两工作电极启辉或引弧。全过程自发进行，无需电极预热或附加高压，宏观点亮一如白炽灯。

第二种双线结构：如图3所示，在工作电极1和2间放置两条互不交连或平行电阻线3和4，其中一条电阻线的一端连于一个电极上，另一端悬空;另一条电阻线的一端连于余下电极上，余下端悬空。其中电阻线间的距离或电阻线与电极间的距离，在此称为起动间隙，其对应的着火电压称为起动电压;令起动间隙小于工作电极间的距离，因此起动电压低于工作电极间的着火电压：当工作电压≥工作电极间的维持电压和工作电压≥起动电压时，首先在起动间隙某对应两点或多点间启辉或引弧，在这一区间内形成等离子体，电流流过等离子体，同时等离子体旁路电阻线上电流，因而电流增大，等离子体沿电阻线向两边扩展，而电流随等离子体的扩展再增大，形成正反馈过程，最终到达两工作电极，形成等离子通路，于是两工作电极启辉或引弧。

因此本发明的特点是利用辅助电阻线，首先实现局部启辉或引弧，形成等离子体，并使等离子体扩展成长，形成等离子通路，在工作电压低于工作电极间的着火电压时亦可使工作电极击穿，工作电极直接进入自持放电区，这样即可实现低压自燃，自动启辉或引弧，无需启动回路，电极无需加热，电压低至维持电压也可启动;同时双线中的两电阻线阻值可不相同，或两套以上阻值不同之单线、双线或混合结构，以及它们的起动间隙，分别对应于启辉及引弧，因此控制工作电流和（或）电阻线上的电流加载方法，即可实现低压下之辉光放电、弧光放电、关闭等多个状态控制。若采用电流控制，则可实现连续调光，调节范围几乎可从零开始，而普通日光灯则较难实现。

以上之电阻线，可制作在绝缘基板上或线材上（如玻璃丝），第一种双线结构若在线材上制成双螺旋，互不交连，如图4所示，两端各分别引出两条电阻线的一个端头，连于工作电极上，这样构成的装置廉价又可靠。

由本发明构成的灯具，实际只需两个引出端，加装限流器即成为节能灯;为兼容普通的日光灯，可在一支灯管内作两套这样的装置，互为备用，如图5，若有一边损坏，旋转一下即可再用;或如图6所示，只作一套装置，但将同端引出的一对端子内部短路，只是在使用时需撤去启辉器或启辉回路。

由于本发明无需高压启动，因此只需限流器确定工作点，限流器可直接使用开关电源，可获得高的电源利用率。双线结构，互为单线结构备用，可靠性高。

附图1：气体放电伏安特性;

附图2：本发明的单线结构示范图;

附图3：本发明的双线结构示范图;

附图4：本发明的双线结构实施例结构图;

附图5：本发明构成的一种灯具结构图;

附图6：本发明构成的一种灯具结构图;

以下结合附图进一步说明：