CN1106681C - 无电极低压放电灯 - Google Patents

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Abstract

一种根据本发明的无电极低压放电灯(1)，包括光发射放电室(10)，该放电室(10)含有可电离的填充物。该放电室还有一其中装着电线圈(2)的空腔(11)，该线圈(2)具有环绕一个金属体(20)的初级和次级绕组(分别为21，22)，线圈的初级绕组(21)连接到电缆(3)的第一和第二电导体(分别为31，32)上，以便分别连接到高频电源单元(5)的第一和第二输出端(分别为51，52)上，电源单元(5)的第二输出端(52)相对于地(M)没有高频电压变化。次级绕组(22)的一端(22a)连接到第二电导体(32)上，且还有一自由端(22b)。电导体(31，32)在电气上相互绝缘，第二电导体(32)包围第一电导体(31)。金属体(20)以电容方式耦合到第二电导体(32)上。从而以简单的方式减小了电磁场干扰。

Description

无电极低压放电灯
本发明涉及一种无电极低压放电灯，它包括光发射放电室，该放电室含有可电离的填充物，并有一在其中设置有电线圈的空腔，该电线圈具有环绕一个金属体的初级和次级绕组，线圈的初级绕组连接到电缆的第一和第二电导体上，以便分别连接到高频电源的第一和第二输出端上，电源的第二输出端相对于地没有高频电压变化，次级绕组以其一端连接到第二电导体上，另一端为一自由端，电导体相互之间在电气上是绝缘的，第二电导体包围第一电导体。
这种灯可从EP 625 794 A1获知。在灯工作期间，维持放电空间中的放电的磁场由灯线圈的初级绕组产生。从高频电源输出端到线圈的第一和第二电导体分别由同轴电缆的芯和护套构成。为简明起见，以下也将“电导体”称为“导体”。在本说明书和附图中，应把术语“高频”理解为高于20kHz的频率。线圈环绕软磁材料芯而设置，在该软磁材料芯中装有作为热导体的金属体。次级绕组一端连接到同轴电缆护套上，次级绕组中产生的电压梯度与初级绕组中的电压梯度相反。从而，使在线圈表面上平均的高频电压变化减小，因而也减小了由灯引起的电场强度。尽管如此，在灯的安装期间，灯、电源和电缆的相互位置，仍要保持小的允差，且利用灯的凸缘端部而将灯固定在其中的反射器必须接地，以保证由照明单元引起的电场强度保持在如EN 55022中规定的值40dBμV/m以下。
本发明的目的是提供在开篇中所描述的这种灯，这种灯允许用户在安装中有更大的自由度。根据本发明，为此目的，在开篇中所描述的这种灯的特征在于，其金属体以电容方式耦合到第二导体上。已发现在灯的这样的实施例中电磁场的强度被显著减小，这使得扩大安装灯的允差限度成为可能。在线圈和金属体之间获得容性耦合，这是它们的相互定位所固有的性质。这里假定，一方面第二导体和金属体之间的容性耦合以及另一方面线圈和金属体之间的容性耦合，两者共同引起线圈和第二导体之间产生寄生电流，由此使在线圈表面上平均的高频电压变化幅度减小。
第二导体和金属体之间的容性耦合例如可通过这些部件之间的一个电容器来形成。然而根据本发明灯的一个有利的实施例是这样一个实施例，其特征在于金属体被连接到第三导体上，该第三导体与第一和第二导体在电气上绝缘，且形成了包围第二导体的电缆的一部分。通过这样的电缆可获得金属体和第二导体之间的容性耦合，而无需一个单独的元件。如果有此需要，可将第三导体在电源附近接地。然而，已发现即使这一导体不接地，也能实现电磁干扰的减小。
在一有利的实施例中，电缆的第二和第三导体一个形成其值界于200和1,000pF/m之间的容抗。为在低于200pF/m的值的情况下实现电磁干扰的充分减小，需要在灯和电源之间有较长的电缆。为获得高于1,000pF/m的值，电缆需要使用较为昂贵的材料。
绕有线圈的金属体可以例如同时是一个结构部件、并且/或用作去除来自放电室空腔的热量的热导体。灯的线圈例如在其中设置有金属体的空腔中可以有一圆柱形软磁材料芯。一种替代的方式是，例如线圈可有一个或几个软磁材料棒，这些棒放在金属体的各空腔中。而在另一实施例中则没有软磁材料芯。
除惰性气体(例如稀有气体、如氩气)之外，放电室的可电离填充物还可包括能够气化的成分，例如汞或钠。放电室可设有发光层，用于将在放电空间中产生的UV(紫外)辐射转换成可见辐射。
第二和第三导体例如可以是编织的金属丝层。根据本发明无电极低压放电灯的一个有利的实施例的特征在于，第二和第三导体包括箔和芯，箔包围第一导体，并与芯有电接触。当芯和箔在电缆中相互紧贴而延伸时足以获得可靠的电气接触。包括一个或几个金属丝的芯可以例如平行于第一导体而延伸，但也可盘绕起来。一方面，箔形成大的表面面积从而可容易地在第二和第三导体之间获得容性耦合。另一方面，芯使得能够容易地固定到电源的输出端上或绕组的接点上，这进一步使灯的安装简化。
在一有利的实施例中，第三导体是顶着金属体夹紧的。这样就以一种方便的方式实现第三导体和金属体之间的电气连接。
把电缆的第一和第二导体共同穿过灯附近的圆柱形软磁材料体而延伸是有利的。这有助于减小通过电源单元施加在馈电线上的更高的电压谐波。
根据本发明的灯适合于用在根据本发明的照明单元中，该照明单元还包括带有第一和第二输出端的电源单元，第一输出端提供高频电压，第二输出端相对于地没有高频电压变化，而电缆的第一和第二导体分别连接到电源单元的第一和第二输出端上。
下面将参照附图更详细地说明本发明的这些和其它方面，其中
图1示出根据本发明无电极低压放电灯的一个实施例的纵向剖视图，同时图示出电源单元，
图2是连带着图1的电缆和灯的线圈的电路图，以及
图3是从图1中线III-III处所作的横向剖视图。
图1示出带有固定到环状物12上的光发射放电室10的无电极低压放电灯。放电室10装有可电离的填充物，在这里它们是汞和稀有气体填充物。在放电室10内表面上有一发光层13。电线圈2装在放电室10的空腔11中，并配有环绕金属体20的初级和次级绕组21、22。线圈2是环绕合成树脂线圈架23而设置的。同时还起到热导体作用的金属体20穿过装在线圈架23中的软磁材料芯24而延伸。此外，在芯24的延伸方向上，还设有环绕金属体20的螺旋弹簧25，该弹簧25压在金属体20的扩宽部分20a上，并使芯24顶在线圈架23的收缩部分23a上。这种结构使芯24固定在线圈架中，与在制造过程中可能出现的尺寸的波动无关，从而减小了线圈2特性的变化。线圈2的初级绕组21连接到电缆3的第一和第二导体31，32上。第二导体32包围着第一导体3二，该第一导体31借助第一护套34而与第二导体32在电气上绝缘。次级绕组22的第一端22a也连接到第二导体32上，且有一自由的第二端22b。灯1构成照明单元的一部分，该照明单元还包括电源单元5，第一和第二导体31、32分别连接到电源单元5的第一和第二输出端51、52上。电源单元5还有用于连接到馈电线的P、N电极上的输入端53、54。灯1和电源5之间的电缆3长度为50cm。在电源单元5工作期间，输出端51、52之间有高频电压差，第二输出端52相对于地M没有高频电压变化。然而，第二输出端52相对于地不必为电中性，例如可呈现出低频电压变化，这种变化可以来源于例如馈电线的低频电压变化。
金属体20容性耦合于第二导体32上。在所示实施例中，金属体20与第二导体32之间的容性耦合是这样实现的，即，将金属体20连接到与第一和第二导体31、32电气绝缘的第三导体33上，第三导体33构成电缆3的一部分，并包围第二导体32。电缆3在第二和第三导体32、33之间有第二绝缘护套35。其本身被第三绝缘护套36包围的第三导体33在其端部33’处接地M。
图2示出线圈2和第二导体32是如何一方面通过线圈2和线圈中的金属体20之间的寄生电容C1、另一方面通过电气连接到金属体上的第三导体33和第二导体之间的电容C2而容性耦合的。
第二和第三导体32、33各包括箔32a、33a及芯32b、33b，相应的箔32a、33a环绕第一导体31而延伸，并与相应的芯32b、33b(见图3)实现电接触。绝缘护套34、35、36由PVC(聚氯乙烯)制成。第二和第三导体之间每单位长度上的电容为360pF/m，因此界于前面提到的极限值200和1,000pF/m之间。
在所示实施例中，将第三导体33顶着金属体20夹紧。这里，在线圈架23的凸缘形扩宽部23b和金属体20的凸缘形扩宽部20b之间将第三导体33的芯33b夹紧。
第一和第二导体31、32穿过在灯1邻近的软磁材料圆柱体4而延伸。本例中圆柱体4的长度为7mm，内径和外径分别为2.5和5mm。
灯1位于金属反射器14中。金属体20的凸缘端部20a通过螺纹拧到反射器14上，以使反射器14也连接到第三导体33上。
也可制造配有非根据本发明的灯的照明单元，而它与根据本发明的照明单元的不同在于，第三导体并不构成包括第一和第二导体的电缆的一部分，而是由宽度为2cm的金属窄条形成，电缆被平行于和顶靠着该窄条而固定。第一和第二导体分别形成电缆的芯和护套。
对根据本发明的照明单元和非根据本发明的照明单元二者都按照EN 55022进行了电场的测量。对于根据本发明的照明单元测得值为30dBμV/m，它比在非根据本发明的照明单元情况下测得的值35dBμV/m要低5dBμV/m。当在根据本发明的照明单元中第三导体未连接到地M上时，与非根据本发明的照明单元相比，仍测得较低的值：34dBμV/m。
也可仍用50cm的电缆来制造根据本发明的照明单元，其中电缆的第二和第三导体之间的电容为900pF/m。这种根据本发明照明单元的电缆的第二和第三导体用聚酯箔的护套相互绝缘。已发现与参照图1所描述的本发明实施例相比，使用这种电缆并不能使电磁干扰进一步明显减小。

Claims (6)

1.一种无电极低压放电灯(1)，包括光发射放电室(10)，该放电室(10)含有可电离的填充物，并有一在其中装着电线圈(2)的空腔(11)，该线圈(2)具有环绕一个金属体(20)的初级(21)和次级绕组(22)，线圈的初级绕组(21)连接到电缆(3)的第一(31)和第二电导体(32)上，以便分别连接到高频电源单元(5)的第一(51)和第二输出端(52)上，电源单元(5)的第二输出端(52)相对于地(M)没有高频电压变化，次级绕组(22)以其一端(22a)连接到第二电导体(32)上，且还有一自由端(22b)，第一电导体(31)和第二电导体(32)在电气上相互绝缘，第二二电导体(32)包围第一电导体(31)，其特征在于，金属体(20)以电容方式耦合到第二电导体(32)上。
2.如权利要求1所要求的无电极低压放电灯，其特征在于金属体(20)被连接到第三电寻体(33)上，该第三电导体(33)与第一和第二电导体(31，32)在电气上绝缘，且构成包围第二电导体(32)的电缆(3)的一部分。
3.如权利要求2所要求的无电极低压放电灯，其特征在于电缆(3)的第二和第三电导体(32，33)形成其值界于200和1,000pF/m之间的容抗。
4.如权利要求2或3所要求的无电极低压放电灯，其特征在于第二和第三电导体(32，33)各包括箔(32a，33a)和芯(32b，33b)，箔包围第一电导体(31)，并与相应的芯有电接触。
5.如权利要求2或3所要求的无电极低压放电灯，其特征在于第三电导体(33)顶靠着金属体(20)而被夹紧。
6.如权利要求1或2所要求的无电极低压放电灯，其特征在于电缆(3)的第一和第二电导体(31，32)共同穿过位于灯(1)的环状物(12)中的圆柱形软磁材料体(4)而延伸。
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