[发明专利]照明装置、低压汞气体放电灯、电源装置及其组合包装

说明书

本发明涉及一种包括一个电源装置和一个低压汞气体放电灯的照明装置，该低压汞气体放电灯有一个可透光的放电管，该放电管的内表面涂有一层发光涂层，该放电管以气密方式包围着一个放电空间。该放电空间内有一种填充物，该填充物除了汞之外还包括一种或多种稀有气体，同时在该放电空间内装有一个第一电极和一个第二电极，这对电极每个都包括一个金属丝绕制的螺旋体，上面涂有一或多种可发射电子的金属氧化物，这对电极分别与各自的电流导体电连接，这对导体延伸到放电管之外与电源装置电连接，开关接通后，该电源装置可使低压汞气体放电灯在冷态下点燃。

装有低压汞气体放电灯的照明装置，在本文中还被称之为“灯”，它广泛应用于普通照明。与白炽灯相比由于其发光效率较高，这类照明装置可大量地节省能。

该照明装置在标定工作时两个电极之间的放电电流使放电得以维持。该灯的点燃方式取决于照明装置的种类。

在“热起动”型的照明装置中，两个电极中每一个电极都有一个附加的电流导体，在两个电极之间产生点燃电压之前，这两个电极被从一个电流导体到另一个电流导体流过的的辅助电流加热到标定工作所需的温度。但是，这一点燃方法导致了该照明装置从灯的开启的瞬间到实际点燃之间有一段相对较长的延迟时间，本文中称之为延迟点燃。这是一不利因素，此外为实现这一目的所需的附加装置使这类照明装置显得比较昂贵。

在“快速起动”型的照明装置中，两个电极中每一个电极也有一个附加的电流导体，这两个电极是靠一辅助电流来升温的。确实，这种类型的照明装置在接通电源之后可立即产生一点燃电压。但是，在点燃电压不够高，两个电极仍处于冷态使灯无法点燃时就会出现延迟点燃现象。该灯只有在两个电极达到足够高的温度后才会点燃。

在本文第一段中所述的那种照明装置，其灯可在冷态下点燃，在US5,341,067中已做过介绍。在这种照明装置中，也称之为“冷起动”或“瞬时起动”，在两个电极之间施加的足够高的点燃电压，可使该灯接通电源后实际上立即点燃，即延迟点燃时间不足100ms。这两个电极在点燃后只处于标定工作温度。在两个电极上连接附加导体在这类照明装置中是不必要的。在本例中，两个电极是由标定工作时施加的放电电流和放电电弧对其专门加热。如果这两个电极有一个附加导体，一辅助电流可起到维持这两个电极的标定工作温度的作用。

上述照明装置的灯一般来讲在连续工作时寿命较长。照明装置的寿命，由于它的灯是在冷态下点燃，实际上会受到该灯的开关寿命，即该灯可开关的次数的限制。事实上已经发现，灯的电极在冷态时点燃会对电极造成极大的损害，电极仅经很少次数开关后就会遭到破坏。为减少频繁开关次数，尽管有时尽管所需要的照明持续时间很短，这种灯也往往持续燃点。这样极不利于节能，相比之下这对白炽灯是很容易做到的。

本发明的目的是提供一种本文第一段中所介绍的那种照明装置，该装置内的灯在开关接通后可很快地立即点燃，并且具有一较长的开关寿命。

根据本发明，本文第一段中所介绍的这种照明装置是为达到这样一目的，其特点为在标定工作情况下每个电极至少有一部分电极可通过一电极电流Iel，其有效值el至少为电极热发射所需的最小电流Ip4的1.8倍。电流I的有效值可用下式表示：

              =1/T√∫₀^TI²dt,式中T是电流I一个周期的持续时间。电极的温度确实要高到足以使电极电流的有效值等于Ip4时产生热发射。该温度约为950K。钨电极在这一温度下的电阻是其在室温时的四倍。在电极电流的有效值el至少为Ip4的1.8倍时，这些电极在产生电弧的位置处于一非常高的热点温度。十分惊奇的是，本发明照明装置的灯，尽管电极上的热负载很重，具有极长的开关寿命。对此可以说得通的一个解释是使用其氧化物作为电子发射物的金属在该灯点燃过程中起了极为重要的作用。一般认为，对于金属，如钡，热点温度越高，会以越快的速度使发射电子的金属氧化物，例如其相应的氧化钡，减少，因此在灯工作时间较短时这种金属也可相应保持足够多的数量。最好，该电极电流的有效值el最大为Ip4的3.0倍。如超过该值，在连续工作的情况下由于对于该电极的金属丝的轰击会使灯的寿命大大缩短。