[实用新型]一种谐振节能可变亮度荧光灯

说明书

本实用新型是一种通过电容、电感、电阻的谐振达到节能的荧光灯。

普通日光灯为了限流和灯管启动都要加上镇流器，灯管才能正常工作。但镇流器在电路中消耗电能，如20W日光灯无功损耗占总功率的27％，耗电大，电压低时不能正常启动。

本实用新型的目的是提供一种既节电又经济的20W谐振型节能日光灯，它能克服镇流器的功率损耗，节电25％以上，谐振电路的电流与电压同相位，功率因数≈1，减轻了供电系统的负担。电压偏低地区也可正常使用；加启动开关后电压在170伏以上即可启动。根据需要可改变亮度分为10－20W两档，工作稳定无闪烁。

本实用新型的目的是通过电容、电感和灯管串联产生谐振的办法实现的。电容C与电感L与灯管R₁依次串联，并与电源频率谐振，电容C由电容C₂与电容C₃通过开关K₁并联，借开关K₁调整电容值以调整通过灯管的电流，电感L上通过常闭开关K₂并联一电阻R₂以改电感L的Q值。

结合附图加以说明。

图1是电压谐振原理图。

图2是20W谐振节能可变亮度荧光灯结构示意图。

在图1中，电容（C₁）1、电感（L₁）2和灯管（R₁）3组成串联谐振电路，必须按照图1所示顺序联接才能保证加在灯管（R₁）3两端的谐振电压的波形要求。当电容（C₁）1和电感（L₁）2满足电源频率（50周）的要求时，电路便产生谐振。

在设计谐振电路时要考虑满足20W灯管的各项工作条件：

1、工作电流300－330mA。2、灯管端电压>60伏（平均值）。

3、启动电压≥190伏。

根据串联谐振电路的原理，当串联电路的固有频率等于电源的频率时便产生谐振。谐振时总电流与总电压同相位，整个电路表现为纯电阻性，这时便满足以下公式：

I＝

Z是电路的复数阻抗，它的模

Z＝

当ωL₁＝时，电路便产生谐振，这时Z＝R₁。

根据上面推导的结果，说明电路谐振时Z＝R₁，电路属纯电阻性，这时电感L₁和电容C₁不具有阻抗，因此都不消耗电能，电能所做的功都表现在灯管上。

为了首先满足灯管的工作电流在300mA－330mA之间，根据计算和实验，谐振电路的电容定为4μF，电感定为2.5H，就可在50周频率上产生谐振，电路谐振以后，灯管的端电压和启动电压都高于原来要求的60伏和190伏，这是更有利的。只要调整C₁把电流控制在300mA－330mA，灯管正常工作的条件就都满足了。按“图1”联接的荧光灯就都能启动工作，但这并不是理想的工作状态，还有闪烁、亮度不够等缺点。

为了克服这些缺点，采用图2结构。

电容（C）由电容（C₂）6与电容（C₃）7通过开关（K₁）5并联，借开关（K₁）5调整电容值以调整通过灯管（R₁）3的电流，改变亮度，电容（C₂）6、电容（C₃）7的电容容量分别为2μF。

电感（L₂）8的电感值为2.5H，与调整电感（L₂）8的Q值用的电阻（R₂）9并联，电阻（R₂）9的电阻值在300－1000Ω之间，电阻（R₂）9调整好后，可使灯管（R₁）3的亮度增加并使其不闪烁。

为了防止启动瞬间尖脉冲过高使灯管端部出现黑点，用电容（C₄）10并联在灯管（R₁）3两端，其数值为1000P－1500P之间。

开关（K₂）11为辅助启动开关，在电压偏低地区启动困难时，可按下开关（K₂）11使常开点CD接通，电阻（R₂）9断开，灯丝加热3－5秒钟，放手后电阻（R₂）9即接通，灯管（R₁）3随之启动，S为启动器，a、b常闭点。