[发明专利]无电极放电灯

说明书

本发明涉及无电极放电灯，特别是涉及用于高效无电极放电灯的一个装置，它产生的无线电频率干扰电平是可接受的。

无电极放电灯是使用一个电感线圈将电磁能耦合到气体混合物，如典型的金属气化物和惰性气体，这种气体混合物是装在密封的容器中的。使用一个振荡器来产生高频信号，该信号被放大并传送到电感线圈。一般地讲，这种灯工作在两个阶段。在开始工作阶段，电感线圈产生一个电场，这个电场电离一些气体分子，产生离子，离子又碰撞其它的分子，因而进一步产生离子。这个过程继续下去直到达到稳态阶段，在其中，主要由电感线圈产生的磁场维持一个环行的带电粒子的等离子区。带电粒子流激发金属气化物的原子，产生主要是在UV频谱的辐射，它撞击涂复在容器壁上的磷层。结果，磷被激发并产生可见光。

这类的灯称为无电极荧光灯。其它类型的无电极放电灯直接从装在密封容器中的气体产生可见光。

无电极放电灯，特别是无电极荧光灯比白炽灯的效率高得多且寿命更长。例如，无电极荧光灯发光效率为60-80流明/瓦，而典型的钨白炽灯的发光效率仅为15-17流明/瓦。因而无电极放电灯提供了非常明显的节能的前景。但是，这个技术的发展已受到几个问题的限制，其中最主要的问题是产生无线电频率干扰(RFI)。该电感线圈起着一个天线的作用，即使这种灯工作在FCC(联邦通信委员会)批准的频率(例如，6.78或13.56MHz)，但是典型地该灯产生的基频的谐波是不在批准的波段内。另一个问题是减少在高频信号传送到电感线圈之前对它放大中产生的衰耗。这些问题的解决是特别困难的，因为用于解决这些问题的装置必须在电发光灯泡范围内并且不应过度地增加发光灯泡的制造成本。

如欧洲公开号0016542中所述，已有的无电极放电灯具有一个包含气体混合物的密封容器和相邻于该密封容器的电感线圈。在一个预定的频率上生成一个振荡电信号，该信号由一放大器放大。E类放大器众所周知是高效率的，它们在无电极放电灯中的使用已在美国专利4245178中叙述。构成E类放大器的理论已在授予美国专利3919656号中叙述，在此引用供参考。但是4245178的专利只叙述单端E类放大器，没有提供解决RFI的问题。单端E类放大器产生一个半波正弦波，它具有丰富的谐波。此外，4245178的专利利用包含在园形柱心上的一个反馈线圈的自振荡电路来提供电灯的工作频率，但是这个装置不能获得稳定的频率。

本发明的目的是提供一种无电极放电灯，以解决无电极放电灯中高频信号放大时效率低和产生无线电频率干扰的问题。

根据本发明，使用包含两个开关元件的E类推挽放大器来放大无电极放电灯中的高频信号。推挽放大器最好是平衡的并且产生一个改善的全波正弦波，它比半波正弦波具有低得多的谐波含量。

根据本发明的一个方面，提供了一种无电极放电灯，包括：

一个包含气体混合物的密封容器；

具有第一和第二端且放置在相邻于所述的密封容器的一个电感线圈；

用于在一个预定频率产生振荡电信号的装置；

一个放大器，用于放大所述的振荡信号；

所述电感线圈有一个中心抽头，所述的中心抽头连接到DC电压源上；

所述放大器还包括：

第一开关装置和第二开关装置，所述的第一和第二开关装置是彼此不同相地接通的，使得所述的第一和第二开关装置的一个开关装置处于关断状态而所述开关装置的另一个开关装置处于接通状态；

第一电感和第一电容，所述第一电感和第一电容连接到所述电感线圈的第一端上，所述第一电感串联在所述第一开关装置和所述电感线圈的第一端之间；

第二电感和第二电容，所述第二电感和第二电容连接到所述电感线圈的第二端上，所述第二电感串联在所述第二开关装置和所述电感线圈的第二端之间；

所述第一和第二电感的值选择为使所述电感线圈的阻抗分别与所述第一和第二开关装置的阻抗相匹配；

所述第一和第二电容的值选择为使在一低于所述用于产生振荡电信号的装置的频率的频率上与所述电感线圈谐振；

所述第一和第二电感、第一和第二电容与所述电感线圈构成连接在所述的第一和第二开关装置之间的陷波谐振电路的至少一部分，当所述第一和第二开关装置的一个开关装置处于关断状态时，所述的陷波谐振电路以这样的方法谐振：当所述开关装置关断时，加在所述第一和第二开关装置的每个开关装置的电压基本上是零，而当所述开关装置接通时，加在所述第一和第二开关装置的每个开关装置上的电压和通过它们的电流基本上是零。