发明名称 高频电感灯及电力振荡器
摘要 一种高频电感耦合式无电极灯,包含一激发线圈,其有效电气长度少于所加驱动频率之波长一半,较佳更小。驱动频率可大于100MHz,较佳高达915MHz。较佳激发线圈外形为非螺旋而呈半圆柱形导通面,且小于一圈,大致形状如结婚戒指。高频时,线圈之电流形成二回路,系彼此平行相隔。线圈可如Helmholtz结构。灯较佳利用灯泡包入反射陶瓷杯,通过其界定一预成形开口。陶瓷杯之结构特性可助对齐及/或一面对凸缘辅助热管理。灯头较佳为一体灯头,包含金属矩阵复合物包围绝缘陶瓷,令激发体一体形成于陶瓷上。本新颖固熊振荡器较佳提供RF功率至灯。振荡器为单主动元件,可于效率70%以上提供功率70瓦以上。可利用各式控制电路匹配振荡器之振动频率于灯之调谐状态。
申请公布号 TW417136 申请公布日期 2001.01.01
申请号 TW088100207 申请日期 1999.01.07
申请人 富讯灯光股份有限公司 发明人 盖瑞 巴斯;詹姆士.多伦;亚历山大.吉策维科;肯特.凯柏林;道格拉斯.科克派崔克;冷永章;伊瑞尔.莱恩
分类号 H01J65/04 主分类号 H01J65/04
代理机构 代理人 林志刚 台北巿南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种电感耦合无电极灯,包含:一灯球,包住激发线圈,填充物受激发时形成电浆放电;一激发线圈,位置靠近灯球,激发线圈之有效电气长度小于所加驱动频率之一半波长;及一高频电源,接至激发线圈,高频电源可提供电力至激发线圈于驱动频率,驱动频率大于100MHz,其中激发线圈可电感耦合电力至所激发电浆。2.如申请专利范围第1项之电感耦合无电极灯,其中激发线圈之有效电气长度小于1/4波长。3.如申请专利范围第1项之电感耦合无电极灯,其中激发线圈之有效电气长度小于1/8波长。4.如申请专利范围第1项之电感耦合无电极灯,其中驱动频率大于300MHz。5.如申请专利范围第1项之电感耦合无电极灯,其中驱动频率大于500MHz。6.如申请专利范围第1项之电感耦合无电极灯,其中驱动频率大于700MHz。7.如申请专利范围第1项之电感耦合无电极灯,其中驱动频率大于900MHz。8.如申请专利范围第1项之电感耦合无电极灯,其中高频电源包含固态高频电源。9.如申请专利范围第1项之电感耦合无电极灯,另包含串联共振耦合电路,供耦合高频电源至激发线圈。10.如申请专利范围第9项之电感耦合无电极灯,其中串联共振耦合电路包含激发线圈,串联共振电容器,低电感电力线,连接承受高频电源之电力,并供电至串联共振电容器,及一低电感导通面,相对耦合电路接于串联共振电容器与地之间。11.如申请专利范围第10项之电感耦合无电极灯,其中低电感导通面包含一潜板结构。12.如申请专利范围第11项之电感耦合无电极灯,其中联共振电容器形成容潜板一部分与激发线圈一部分之间,其中潜板部分提供串联共振电容器第一电极,激发线圈部分提供串联共振电容器第二电极,其中介电质提供于第一电极与第二电极之间。13.如申请专利范围第9项之电感耦合无电极灯,其中串联共振耦合电路包含连接一导通低电感表面,以承接高频电源之电力。14.如申请专利范围第13项之电感耦合无电极灯,其中导通低电感表面具叶片结构。15.如申请专利范围第14项之电感耦合无电极灯,其中包含第一电容器形成于叶片第一部与激发线圈第一部之间,及第二电容器形成于叶片第二部与激发线圈第二部之间,其中叶片第一部与激发线圈第一部之间提供第一介电质,叶片第二部与激发线圈第二部之间提供第二介电质。16.如申请专利范围第1项之电感耦合无电极灯,其中激发线圈为非螺旋半圆柱导通面,少于一圈。17.如申请专利范围第16项之电感耦合无电极灯,其中导通面为婚戒指形。18.如申请专利范围第1项之电感耦合无电极灯,另包含一接地导通面相隔着而径向包围激发线圈至少180度。19.如申请专利范围第18项之电感耦合无电极灯,其中接地导通面为炉管。20.如申请专利范围第18项之电感耦合无电极灯,其中接地导通与激发线圈相隔距离对应1/2至1激发线圈直径,且接地导通面分别轴向延伸于激发线圈上下,其距离对应约1/2至1激发线圈直径。21.如申请专利范围第1项之电感耦合无电极灯,另包含一散热装置接触激发线圈于实质所有激发线圈外表面。22.如申请专利范围第21项之电感耦合无电极灯,其中散热装置为较低介电常数之热导陶瓷。23.如申请专利范围第22项之电感耦合无电极灯,其中热导陶瓷为氮化硼。24.如申请专利范围第1项之电感耦合无电极灯,另包含整合灯头,由金属矩阵复合物包住绝缘陶瓷而成,其中绝缘陶瓷包含一内表面,而激发线圈一体形成于绝缘陶瓷内表面上。25.如申请专利范围第1项之电感耦合无电极灯,其中填充物具硫、硒及硫与硒混合物之一。26.如申请专利范围第1项之电感耦合无电极灯,其中填充物基本上由硒、卤化铯及贵气体构成。27.如申请专利范围第1项之电感耦合无电极灯,其中填充物基本上由卤化铟、卤化铯及贵气体构成。28.如申请专利范围第1项之电感耦合无电极灯,其中填充物基本上由卤化镨、卤化铟及贵气体构成。29.如申请专利范围第1项之电感耦合无电极灯,其中填充物基本上由卤化铟及贵气体构成。30.一种激发线圈,用于电感耦合无电极灯,激发线圈包含实质非螺旋半圆柱导通面,具一圈以下。31.如申请专利范围第30项之激发线圈,其中导通面包含婚戒指形。32.如申请专利范围第30项激发线圈,其中导通面径向厚度较薄,而轴向高度至少大于径向厚度。33.如申请专利范围第32项之激发线圈,其中轴向高度介于导通面直径1/3至2/3之间。34.一种激发线圈,用于电感耦合无电极灯,激发线圈包含导通面具婚戒指形激发线圈及第一及第二引线弯曲成激发部切线且彼此平行,导通面截面形状相当放大写希腊字母。35.一种激发线圈,用于电感耦合无电极灯,激发线圈包含一以上导通面,可提供至少二电流回路,其中二电流回路彼此分开而实质平行并相互同相。36.如申请专利范围第35项之激发线圈,其中一以上导通面可提供二半圆形电流回路,二半圆形回路彼此实质平行,且具相同轴线及直径,其中二电流回路相隔一高度,约为二半圆形电流回路之直径40至60%。37.如申请专利范围第35项之激发线圈,其中一以上导通面具单一非螺旋半圆柱面,少于一圈。38.如申请专利范围第35项之激发线圈,其中一以上导通面具二个非螺旋半圆柱面,各少于一圈。39.如申请专利范围第38项之激发线圈,其中二非螺旋半圆柱面并联。40.一种激发结构,用于电感耦合无电极灯,激发结构包含二并联激发线圈,彼此相隔而实质平行。41.如申请专利范围第41项之激发结构,其中二激发线圈彼此相隔之距离接近Helmholtz构形。42.一种整合灯头,用于电感耦合无电极灯,整合灯头包含:金属矩阵复合物壳体;绝缘陶瓷,由金属矩阵壳体包住,绝缘陶瓷具内表面;及激发结构,一体形成于绝缘陶瓷内表面上。43.如申请专利范围第42项之整合灯头,其中一体形成激发结构包含激发线圈。44.如申请专利范围第42项之整合灯头,其中一体形成激发结构包含婚戒指形激发线圈。45.如申请专利范围第42项之整合灯头,其中一体形成激发结构包含截面形状大致为大写希腊字母。46.如申请专利范围第42项之整合灯头,其中一体形成激发结构包含预成形连接,由整合灯头外部至激发结构。47.一振荡器,包含:放大器,具一输入及一输出;及阻抗转换网路,连接于放大器输入与放大器输出之间,其中阻抗转换网路可提供适当正回馈由放大器输出至放大器输入,以启发并维持振荡,且阻抗转换网路可保护放大器输入不受破坏性回馈讯号影响。48.如申请专利范围第47项之振荡器,其中连接一负载至放大器输出,而阻抗转换网路可于负载由低阻抗变成高阻抗时,保护放大器输入不受破坏性回馈讯号影响。49.如申请专利范围第48项之振荡器,其中阻抗转换网路可于负载由短路变成开放电路时,保护放大器输入不受破坏性回馈讯号影响。50.如申请专利范围第47项之振荡器,其中阻抗转换网路仅包含微条输送线,短柱及非电感元件。51.如申请专利范围第47项之振荡器,其中阻抗转换网路包含微条输送线,短柱及电容器元件。52.如申请专利范围第51项之振荡器,另包含一调谐电路,具微条输送线接至放大器输入,其中放大器输出产生RF输出电压,其振荡频率具三次谐波,其中调谐电路输送线之长度总和为振荡频率三次谐波之1/2波长。53.如申请专利范围第47项之振荡器,其中破坏性回馈讯号包含高电压,且其中阻抗转换网路可防止高电压建立于放大器输出处。54.如申请专利范围第53项之振荡器,其中阻抗转换网路可另转换放大器输出侧高电压成放大器输入侧高电流。55.如申请专利范围第47项之振荡器,其中阻抗转换网路包含双回馈回路。56.如申请专利范围第55项之振荡器,其中双回馈回路为实质对称。57.如申请专利范围第56项之振荡器,其中双回馈回路耦合于放大器输入处匹配短柱。58.如申请专利范围第47项之振荡器,其中放大器包含单一主动元件,提供输出讯号之输出功率超过10瓦。59.如申请专利范围第58项之振荡器,其中振荡器效率大于50%。60.如申请专利范围第47项之振荡器,另包含一输出阻抗匹配电路,具第一端接至放大器输出,及一高阻抗端耦合阻抗转换网路。61.如申请专利范围第60项之振荡器,其中放大器输出产生RF输出电压,而输出阻抗匹配电路包含短柱可限制高阻抗端上反射电压于放大器输出之RF输出电压至多二倍。62.一种加套灯灯球,包含:一陶瓷杯,具一开放端及一部分封闭端,部分封闭端界定一开口;一灯泡,位于端接开口之陶瓷杯内;及一反射陶瓷材料,至少部分盖住灯泡末端接开口之一部分。63.如申请专利范围第62项之加套灯灯球,其中反射陶瓷材料实质填满未由灯泡占住之陶瓷杯内部容积。64.如申请专利范围第62项之加套灯灯球,其中该陶瓷杯包含一结构特性含有一浮起于陶瓷杯外部上开口区中,浮部可供立即抓住以定位陶瓷杯。65.如申请专利范围第62项之加套灯灯球,其中陶瓷杯包含至少一部分植入导通元件位于陶瓷杯内以助启动灯。66.一种加套灯灯球,包含一陶瓷杯,具一开放端及一封闭端,一陶瓷垫圈,盖住陶瓷杯开放端,振荡器其间界定一开口;一灯泡,置于端接开口之陶瓷杯内;及一反射陶瓷材料,填满陶瓷杯未由灯泡占住之内部容积。67.一种密封加套灯灯球之方法,此类灯球内包含内具灯泡之陶瓷杯,方法包含步骤:以反射材料流动浆填充陶瓷杯;及施加离心力至杯以密封其内反射材料。68.一种灯装置,包含:一放电灯;一RF电源,接至放电灯以提供RF电力于一驱动频率;及一控制电路,控制RF电源之驱动频率。69.如申请专利范围第68项之灯装置,其中根据放电灯多数调谐状态,控制电路设定该驱动频率。70.如申请专利范围第68项之灯装置,其中放电灯于灯点燃时操作于第一调谐状态,灯操作时为第二调谐状态,其中控制电路包含时间电路,根据第一调谐状态经预定期间设定驱动频率,之后根据第二调谐状态设定驱动频率。71.如申请专利范围第68项之灯装置,另包含侦测器侦测灯操作参数,其中侦测器可根据所测参数提供讯号至控制电路。72.如申请专利范围第71项之灯装置,其中灯操作参数包含光输出水准,RF功率反射及光色之一。73.如申请专利范围第71项之灯装置,其中侦测器包含光侦测器,可接收放电灯之光,且灯操作参数包含光输出水准及光色之一。74.如申请专利范围第71项之灯装置,其中侦测器包含一流通器连接于RF电源与放电灯之间,且灯操作参数对应于RF功率反射。图式简单说明:第一图-第四图为习知无电极灯系统示意图,产生各式放电。第五图为Q对频率之图。第六图-第九图为本发明灯之概念表示。第十图-第十五图为本发明灯各种应用。第十六图-第三十二图有关本发明耦合电路及所使用之各式灯构形。第三十三图-第三十七图为垫圈形激发线圈。第三十八图-第五十七图为本发明激发线圈之各式示意图,截面图及立体图,及其例示替代结构。第五十八图-第六十二图示意图显示无电极灯中利用本发明激发线圈适用之不同电路安排。第六十三图-第七十八图为利用本发明激发线圈之例示无电极灯各式立体图,示意图及截面图。第七十九图-第八十二图有关本发明激发线圈之另一结构,类似大写希腊字母欧米加()。第八十三图-第一○六图有关本发明整合灯头及所利用各式无电极灯。第一○七图-第一二○图有关本发明高压电容器结构。第一二一图-第一三二图有关本发明吹模灯泡。第一三三图-第一五四图有关本发明各式开口结构。第一五五图-第一五九图有关本发明无电极灯一例各性能主题。第一六○图-第一七一图有关另一灯泡/开口结构及其制造方法。第一七二图-第一七五图有关本发明开口杯,具径向及轴向排列。第一七六图-第一八○图有关开口杯具凸缘供热管理。第一八一图-第一八六图有关陶瓷覆层,用于具埋入线之灯泡以改善灯启动。第一八七图-第二○九图有关本发明较佳高功率振荡器,提供高频能源于灯。第二一○图-第二二二图有关灯与振荡器整合于单一组件。第二二三图-第二五五图有关一分开灯组件。第二五六图-第二六五图有关一分开RF源组件。
地址 美国
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