一種電光源——容性無極燈，其特征是以管壁為介電體的等效電容耦合，啟輝鎮流。電容耦合取代燈絲管腳的直通，排除了玻璃(管壁)與金屬(管腳)漲縮不一的微滲透，燈壽巨增。從白熾燈熒光燈到節能燈的歷史性燈絲短壽“中毒”迎刃而解。與磁環耦合的感性無極燈不同，去掉笨重的磁環及其感性負載的電流滯后，也簡化了開關電源(電子變壓器)，相應降低諧波危害。容性負載不但排除電流滯后，還可向電網補償無功。LED與各類輝光放電燈，同理可以實現無極化。根據需要，等效電容可以多路串并聯，擴展應用面。尤其半導體器件P/N結類無極化集成化，成效優異。節能燈，即緊湊型熒光燈無極化，保持其能效、工藝結構基本不變，比節能燈更節能燈壽倍增。
【技術實現步驟摘要】
容性無極燈
照明電光源，個體功率小卻集成用電大戶。第一代白熾燈，光效低在10Lm/w,已進入為氣體輝光放電燈的取代期。氣體輝光放電，系充入墮性氣體及汞的低氣壓腔內，激發電離雪崩，高能粒子返回基態釋能，放射紫外線。185nm波產生03，即臭氧燈；253. 7nm波直接殺菌為紫外線消毒燈。拉弧強輝光制成碳弧燈脈沖氙燈，弱輝光沿面放電則用做03元件，生產臭氧。潘寧輝光，通過熒光層把紫外線轉化出照明光，便是第二代電光源熒光燈，光效提高到30Lm/w。界于陰、陽極位降區之間的正柱區，可大輻度拉長，故多為管形。提高熒光質的能效，三基色熒光層光效高達60Lm/w，色溫照度顯色指數相應提高，即為第三代電光源。然而，始于白熾燈的燈絲短命，卻難以擺脫。盡管加強管/泡與管腳的貼合度，把IOOOh的白熾燈壽提高到3000h，仍然難盡人意。燈的累進損壞，釀成能源資源的雙重浪費。難于掙脫這種歷史性故疾，難在金屬(管腳)與玻璃(管/泡)的熱漲冷縮系數只能是接近，不可能一致，微觀是通透的，滲透導至燈管內‘中毒’。這種異質體密封的溫度漲縮不等所釀成的先天不足，俗稱‘癌癥’。工藝要求固定W絲的管腳(金屬導線)線徑O. 6_，粗則難免玻璃炸裂，可想而知漲縮后果的嚴重。去掉燈絲管腳的無極燈管，以玻璃質·體密封的理論燈壽達80000h，耐候性更佳。無極后以電磁耦合取代管腳的直通，磁環激發啟輝獲得成功，堪為電光源技術的歷史性大跨越。近幾年無極燈熱起來，我國已成生產大國，開始上市、出口。而LED，即半導體發光管從顯示屏轉向照明，另辟蹊徑。二者競相沖向第四代電光源的寶座。
技術介紹
熒光燈由燈管與啟輝器構成。燈管工藝比較成熟，去掉燈絲管腳無極化，更簡便。啟輝鎮流則歷經波折。開始是鐵芯電感加跳泡，耗電頻閃啟輝慢。改進為電子鎮流器，獲得進步，也附帶來故障點多可靠性降低與開關電源的諧波等問題。處理起來，涉及電子電力的方方面面，至今難于滿足節能環保的新要求，無極燈尤為突出。無極后失去熱子(燈絲熱)不利電子發射。尤其是磁環，加重了啟輝控制的負擔。從整流振蕩逆變，濾波扼流，到力率控制(PFC)，系統復雜元器件增多。從感性無極燈開關電源的體積重量、磁環的溫升，顯而易見。系統環節及器件增多，故障點與附加能耗增加，體極重量也隨之增加，工藝復雜化。其成本比熒光燈鎮流器超幾十倍。無極燈壽，實則取決于電子變壓器的可靠性。‘號稱燈壽80000H，實際不過8000H，有些只使用IOOOH流明已下降了 50%以上’(百度百科)。‘無極燈光效實際不過65Lm/w，與節能燈相當’。綜合起來，按建設部‘十一五城市綠色照明工程規劃綱要實施細則’的要求尚難達到。LED已進入十城萬盞綠色照明工程試用，而同為爭奪第四代照明光源寶座的無極燈，則叫好不叫座，被甩在后頭.其實，在趨之若鶩的LED熱潮中也暴露出其隱患，‘只是潛在的危險與其它照明技術不同罷了’。LED中的砷鉛鎳對人體及環境的影響最為嚴重。‘實際上在美國加州法律中，絕大多數LED燈都已明確定義為有毒垃圾’。試用表明，LED光效低于節能燈，并且顯色性差，為不爭的事實。燈壽也是遠遠低于理論值，溫升光衰增光折壽尤為嚴重。大多用于環境泛光亮化，尚難于進入室內照明。‘當記者再走照明會展時，明顯感覺去年各大照明巨頭對LED的態度收斂了許多，更多的把宣傳方向轉回節能燈’。節能燈以汞齊代汞，有效降低了汞污染。而LED也同樣囿于異質封裝漲縮難一的困擾，徘徊于散熱隱患釀成的光衰、擊穿、光頻偏移。LED的核心技術——芯片，80%靠進口，國內一哄而起的大多為下游企業。業界學者驚呼LED盲目投入的巨大浪廢。節能環保，呼喚無極燈提高性價比。省去燈絲管腳的無極燈管比節能燈管簡便，決定其技術經濟指標的關鍵是耦合的磁環。除了復雜化的開關電源，笨重的磁環也不利燈具配套按裝，使用維護不便。當LED出師不利，電光源的發展方向，‘今年重點還是以節能燈為主導’。電光源市場現實，節能燈價不過十幾元/套，使用簡便；而同功率的LED為數十元，無極燈價則高達數百元。提高性價比一老課題，叫好不叫座，擺在面前。
技術實現思路
本專利技術的技術構思是在無極燈管兩頭套上導電膜片為電容的外極板，燈管玻璃壁為介電體，管內輝光放電(導)體為對應的內極板及其連線，構成等效電容的串聯。本技術方案，首先用于廢舊燈管利廢。汞燈鈉燈冷陰極熒光燈等等，也可以同理實現無極化。進一步按原制燈工藝，把封裝熔焊前的喇叭頭(去掉燈絲管腳)改形內置，對應加裝以玻璃管壁為介質的導電內外膜片，兩組膜片構成電容串聯。內極板的串聯線仍然是輝光放電體兼顧。沿燈管軸線在內極板加上針極鎢絲，構成針/針尖端放電，見圖I。針極 曲率大電力線集中電場梯度高，以提高電子發射率，補償無極失去熱子——焦耳熱對洛侖茲力的促進，大輻度降低電子逸出功。針極的在線自熱式聚焦性能量可大幅度提高光效。點射流的靜電冷卻、焦點熱的電極蒸發，在電源的交變中相互抵消。低溫汞齊可置于燈管的抽氣孔內或內極板上。低溫汞齊固汞，點燈時汞逸出關燈被吸回，克服了液態汞的污染并可精控加汞量。內極板的材質結構，按陰極位降、吸氣、蓄汞、蒸發等特點綜合配定。照明，做為用電負載，以電容取代磁環耦合，不但根除感性滯后的力率及其控制，還能向電網補償無功。本質而論，耦合電容為就地取材玻璃介質的電容器，兼顧雙重濾波，從散熱看，也堪為巧奪天工的散熱器。按電容耦合結構，改進LED芯片封裝，同樣以質體密封實現無極化，見圖2。不同點是把整流環節也隨內極板內置于PN結的封裝內，以便LED的直流供電。進而實現背光照明功率單元的集成化。如此，對LED則刮目相看。節能燈即緊湊型熒光燈，同樣可以實現有燈絲的無極化，把等效電容一分為二，燈鎢絲串聯于兩個內極板，見圖3.這種無極化，其電容還可以多路串并聯，擴大應用面。附圖說明。圖I為內置膜片，加針/針極的結構示意圖。1、6—外極板；2、5—內極板；3——管壁；4——輝光放電體。針極用鎢絲，熔點3655K，2700K的蒸發率僅為O. 0043mg/cm2o靜態質量為零的電子，其動量能量E = HV. H-普朗克常數，V-頻率。提高頻率便可提高光效，當以電磁干擾標準為限。通常場致發射的場強llOV/cm，針/針極激發則可大幅度降低啟輝電壓。針極為細螺旋結構，內蓄電子粉，進一步增強能效。光敏對比法測得光效達120LM/W。與磁環無極燈的感性負載不同，容性無極燈屬于容性負載，不但消除了感性負載電流滯后，還能向電網補償無功，兼備雙重濾除電流諧波與散熱。圖2為無極封裝LED的電氣原理圖。耦合電容C1C2的外極板加引線X1X2，內極板聯接整流橋ZL的交流輸入端，整流的直流供出LED的直流電源。整流橋ZL與LED同屬二極管，當以其P/N結為單元，與C1C2的內極板集成，以環氧樹脂封裝，實現質體密封無極化。半導體芯片產成在超凈間內，清潔度極高。盡管LED的引線封裝，與節能燈的低真空腔不同，異質體密封的微滲漏，卻是共同性的基本難題。照明燈運行于大氣中，處于N2 02 H20 C02等粒子包圍，不用時也擺脫不了管內負壓抽力。尤其溫度變化，漲縮不一的貼合面產生微滲透，加之離子沿面潛移，進入管內的H20離解出羥基(OH)進攻，俗稱輝光放電的‘癌癥’，無極化則迎刃而解。以管壁介電的等效電容量5本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種電光源，其特征是以場致發射啟輝的容性無極燈。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：時文生，
申請(專利權)人：時文生，
類型：發明
國別省市：
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