非热离子、无镇流器、能量效率高的发光气体放电系统和方法

专利名称：非热离子、无镇流器、能量效率高的发光气体放电系统和方法
背景技术：
及简述本发明涉及气体放电发光系统和方法，尤其涉及小电流，非热离子(如非热丝)，无镇流器，能量效率高的发光系统和方法；该系统和方法更具有高效率，低成本，基本上免除RF辐射的优点，并且还可采用普通工业、商用或家用的气体放电管(各种形状和尺寸的荧光灯，高亮度的放电灯，钠灯，汞灯，霓虹灯)。
在大多数商用和家用的荧光照明系统中，系统的核心部件是镇流器，镇流器是电感器件或变压器，它把输入的电压提升到一个较高的电压电平去启动荧光灯，一旦荧光灯被点亮或引燃(气体电离或放电)后，镇流器又将电压降低至正常连续照明时的电压电平。然而，这些早期的系统，为了帮助引燃过程，常常采用变压器灯丝绕组来加热灯丝从而提供热离子发射。加热的灯丝蒸发，又在灯管的端部形成黑色的沉积，限制了灯管的寿命。钨丝的蒸发妨碍了汞蒸发限制了发光效能和管子寿命。早期镇流器荧光照明系统如

图1A和1B所示。在图1A中镇流器部件L是与灯丝F和开关S相串联；而在图1B中引燃开关GS在为了引燃放电而加热灯丝后开路。
镇流变压器通常是商用荧光照明系统中最昂贵的部件，以往也有过许多不采用镇流变压器的荧光照明系统的设想。
图1C显示了电子镇流器的类型，在现有技术中是常见的，并已在国际整流器出版物申请公告AN—995—“采用低成本IR2155驱动器的电子镇流器”一文中公开。在该线路中，两个功率开关Q1、Q2是以图腾柱结构与灯管线路相连接，而灯管线路是由一个LC串联谐振线路和跨接一电感的灯构成。开关是功率MOSFET器件，它由电流变压器T的绕组交替导通来驱动。在这线路中，初级绕组被灯电路的电流所驱动并以L和C的谐振频率工作。电阻R1和电容Cl与连接一个功率开关栅极的DIAC D1一起组成了一个启动线路，启动线路提供了一个启动脉冲。在激发振荡后，一个高频方波(30—80KHz)将激励LC谐振线路。
电抗C两端的正弦电压在谐振点放大了Q倍，并形成足够的幅度去激发荧光灯。在这系统中，灯管的灯丝与串联谐振电路相串联。
在用于霓虹灯的氖灯的情形中，常规的结构采用高压(凭经验估算，每英寸霓虹灯约1000V)镇流器驱动电路，该电路效率低、噪声大、体积大、发热、需要笨重的高电压绝缘，通常不能调光。
本发明本发明的基本目的是提供一个改进的气体放电发光系统和方法。
本发明的另一目的是提供一个较高能效的气体放电发光系统和方法。
本发明的另一目的是提供一个较高能效的气体放电发光系统，它具有低成本、小电流工作的特点。
本发明的另一目的是提供一个照明系统，它具有一个工作频率范围从约75KHz到约3．5MHz—4MHz的方波电压。
本发明的另一目的是提供一个照明系统，在该系统中一个或多个常规气体放电管是以非热离子方式工作并由高频交流电流方波源驱动。
本发明的另一个目的是提供一个气体放电发光系统，在该系统中多个气体放电管电气上串联连接，并由方波电压非热离子驱动。
本发明的另一个目的是提供一个气体放电发光系统，在该系统中发光亮度可以从低亮度到高亮度变化和从高亮度到低亮度变化。
根据本发明，非热离子、无镇流器、荧光照明系统包括至少一个气体放电照明灯或灯管和一个交流方波电源。方波电源附有一组固体开关装置，它被用来在灯或灯管电极上产生大致为方波的交流波，以致于施加于电极上的电压极性反转速度比管内电子和离子浓度的分布转移速度更快，于是在整个器件长度内的电子被连续加速，并经过所加方波的若干周期后，在整个灯管的容积里产生自由电子和离子，处于稳定的工作状态并使气体照明灯电离。
根据本发明较佳的一个较佳实施例，至少有一个具有电极的照明器件(其电极可以是普通的灯丝或者也可以不是普通灯丝)，电极要浸没在放电气体介质中(如惰性气体氩气，氖气，氦气或疝气，汞气及其他混合气；其他类气体和气体混合物也可使用)，且照明器件是采用高频方波电压非热离子驱动(没有加热器或灯丝电流)。在较佳的实施例中，驱动电路含有一个采用两个固态开关器件的逆变电路，开关器件是以图腾柱结构与直流电源跨接。就每个开关器件和变压器的初级绕组而言，每个开关晶体管的栅极与初级绕组相连接。采用启动振荡器的启动电路，对一个晶体管开关的栅极输出一正的导通脉冲。当晶体管开关中的一个晶体管开关被导通时，它的电压被切换至地电平，从而启动线路进入振荡。在较佳的实施例中，振荡频率设置为约100KHz，但可良好运行的范围是从约75KHz到约4MHz。由于在驱动电路中不存在高电压，因此安全运行是确保的。
照明或亮度或调光可以通过改变直流电源的电压(或能量)来实现。在较佳的实施例中，留意确保没有由感抗冲击和类似于这类冲击产生的尖峰电压。由于气体放电灯或器件是非热离子驱动的，因此发光效率显著提高。此外，在较佳的100KHz的高频，电源部件可以较小。
在本发明的系统和传统的荧光灯系统之间的显著差异是在相同的光输出下发热明显降低。这是因为新系统电转化光的转换效率非常高的缘故。当然，部分发热减少也被公认为是由于不存在灯管两端灯丝由所加电压直接发热的原因。有些也可以用发生在瞬时阴极附近的高电场区域的能量转换理论来解释。然而，本发明系统中的荧光管和氖管在整个灯管长度中都是很冷的，包括远离灯丝的区域，灯丝的发热不可能再用传导，辐射或通过充入管内的低压气体扩散热传递等理论来解释。(总的施加电压还不足于大到能显示出本发明驱动的灯管中存在着高电场的局部区域。)沿着灯管长度方向的变冷被认为可以用所加电场的电子和离子能量转换的理论来解释。在本发明中，加在灯管上的方波电压频繁反转，以致于在放电中的正离子能在所加电压的半个周期内获得动能。在常规的系统中，大量的能量在半个周期中被离子所接受，这些动能无助于光的输出，但在常规系统中被迅速传递给中性气体分子，然后又传递给灯管的壁上。
在常规荧光灯管中，能量损耗的主要原因是在每半个周期开始时，要满足灯管几乎完全再次电离的需要。这就不仅需要电离中性气体分子的能量，还需要补充在电子与中性气体分子碰撞中损耗的额外能量和因此增加没有电离分子的动能。本发明的非热离子，无镇流器系统也可以工作于不同于汞蒸汽的其它气体，如氖、氖／氦，钠气，氖／氩和其他气体以及等离子体显示器。
系统是非热离子的和无镇流器的事实消除了由镇流器驱动系统过热而引发电气火灾的危险和原因。
本发明具有下列其它优点
1．由于是非热离子的，你能够混合使用不同标称值的气体放电器件，如新的“功率节能器件”32瓦或具有“标准”40瓦(4英尺)的新的25瓦“节能灯”。光输出基本上保持相同等级，而与灯管的额定值无关。由于镇流器的缺陷以及要采用链条挂起来的缘故(因为它们可能是火灾的隐患)，现在一般商店的照明只能使用40瓦标准灯管。为验证系统的效率，一支端头发黑(表明非工作的灯丝)的4英尺荧光灯管(Sylvania快速启动F40)与两英尺长的普通霓虹灯相串联，根据本发明的原理，两者都被成功地驱动。单脚(细管型)和减少汞含量(Alto)的荧光灯管也包括在内。
2．由于无镇流器，固有的重量和工作温度明显降低，消除了链条悬挂的需要。这系统不再是温度引发火灾的隐患。
3．由于系统是无镇流器的，因而系统是静音的，不需要噪声额定值的指标。大大降低了发热和重量，允许使用塑料外壳，消除了“电击的危险”以及接地的要求，而对采用镇流器来讲，这些都是必需的。灯管离开接地表面一般不大于1英寸。
4．由于降低了发热，系统可以任意方向安装和标准的易燃表面(如木材，墙纸等)接触。
5．灯管，即使是灯丝的，保持发射正常的亮光，即使在一组或二组灯丝不能工作或开路的状态下也是如此。
6．大多数荧光阵列或复合灯管单元都是由相同的灯管并联组成。多种或复合的灯管阵列系统可以由相同的或不同的额定值的灯管串联组合。
7．充入常规的汞气或少量汞气和／或氩气的标准的1—1／4和1—1／2英寸直径、4英尺长的荧光灯管、T5 1英寸直径的(细长管型)单极荧光灯管和简单的非丝状电极、甚至于不能工作或已烧熔灯丝的常规灯管等都已经在本发明的实践中成功使用。本发明的优点之一是采用本发明能使灯丝不能工作的常规荧光灯管继续使用，或已端头发黑的灯管可恢复使用。
8．采用本发明，柔性的塑料管型材料，如医用气体传输系统中使用的，其管壁上可涂有或不涂紫外线敏感的荧光粉；LexanTM型硬塑料，如防碎型气体保持容器，容器附有简单的放电电极置于气体中，在容器的管壁上具有或没有荧光涂层或荧光材料混合于塑料材料中；或柔性管型材料上硬性塑料(最好将荧光混合物与管型材料相混合)都能驱动。在这种情形下，因紫外线轰击使塑料发黑可能是有益的，或者可以用透紫外的阻挡涂层来防止发黑。
9．柔性塑料管型材料和非玻璃的，在端部具有电极并充有上述提及的一种放电气体(如，常规霓虹灯中使用的)的塑料防碎式霓虹灯，已经使用这里涉及的驱动线路的原理和方法成功驱动。
附图描述当结合以下的说明和附图考虑时，本发明上述的目的及其他目的，优点及特征将变得更加明显。
图1A是现有变压器镇流荧光照明系统的结构线路图。
图1B是现有带有炽热开关启动器的镇流荧光照明系统的结构线路图。
图1C是电子整流荧光照明系统的线路图。
图2A是结合本发明的荧光照明系统的方框图，图2B表示应用本发明的各种形状的气体放电器件。
图3是结合本发明较佳实施例的气体放电驱动系统的方框图。
图4是显示氖灯或霓虹灯的同样驱动系统的照明系统的方框图。
图5是本发明的一个较佳实施例的详细线路图。
图6是说明本发明的另一个较佳实施例的线路图。
图7是本发明的另一个较佳实施例的图解。
本发明的详细描述本申请发明是基于一种发现即使用快速重复方波交变电压时，在气体放电管中将以较低的电压和功率发生电离。由于依据本发明的方波交变电压电源的半个周期是非常短的(对100KHz，为5ms的量级)，因此，在半个周期之间，等离子体的衰减只有非常少的机会。启动时，气体中环绕的自由电子在半个周期内增加的能量大于它们在碰撞过程中失去的能量。根据本发明，在半个周期的过程中，电子将在一个基本恒定的电场中运动。在与中性原子，或离子相碰撞的每个间隔过程中，电子的动能将增加，只要它原先的碰撞使它仍沿着由电场产生加速度的方向的速度传播。如果原先的碰撞使它的运行不具有相对于电场加速度的速度分量，那么它的能量就减少。根据本发明，方波交变电源电压原则上用于增加有效的电子能量(或温度)。电流是由流向瞬间阳极的电子和流向瞬间阴极的正离子所组成，在阴极处正离子与电子复合，再成为中性原子。灯管内的总的气体压力要足以使得平均自由程明显小于管子的直径，也比管子的长度小得多。大多数电子和离子的分离和复合是在灯管的整个长度中的小部分中进行，而不是连续地沿着轴线方向流动。
60Hz灯的最大问题是离子和电子的密度在每个半周期结束时事实上是基本趋于零。为了在几个毫秒后再次获得发光输出就需要具有高加热功率的电子激活源(来自于灯丝)用于灯丝。但是，如果本发明的灯系统是以比通常与等离子体“击穿”相关的电压低得多的电压电平启动，为什么在单个灯管的两端一直加一相当低的电压而不导致同样的炽热等离子体 这现象可以用等离子体中粒子的自然趋势理论来解释等离子体的粒子受静态外电场控制运动以产生一个空间电荷分布和阻挡施加电场的场。在两个电极之间加电压的结果是为了感应出正电极上的正电荷和负电极上的负电荷，电荷的绝对数量取决于感应过程以及两电极之间的容量。
如果自由电子和离子充满电极之间的空间，那么电子就被拉向阳极，而正离子则拉向阴极，直至两电极之间的空间不再存在电场，因此没有进一步引起粒子运动的原因；即在十分接近于两个电极的每个电极的地方，存在着一个电压降，即高电场区域。在灯管的主要部分中的电子(和离子)不再受电场的进一步影响；当电子到达阳极附近的高电场区域时，它们有可能被加速至一半的施加电压，这是在小于阳极表面的平均自由程的范围内进行，因此也就不可能产生电离。
在本发明的气体放电发光系统中，所采用的方波电压是非常快的交变电压，使得带电粒子不可能在所加电压的半个周期内运动至阴极和阳极附近积累起来。因而，电场几乎一直保持着对灯管主体内加速电子的作用。
图2A是结合本发明的荧光照明系统的方框图。直流(DC)电源200由快速响应熔丝201和／或消弧电路202保护，消弧电路在故障中对线路提供快响应保护。直流电压加至方波逆变电路203，它将直流电压逆变为高频(约75KHz到约4MHz之间)交流方波电压，加在气体放电器件208的电极204和205上；在这个实施例中，气体放电器件就是荧光灯管。与相等于常规60Hz、热离子工作的荧光灯或灯管的发光输出相比，这电流是非常小的，发光效率显著提高。如图2B所示，荧光灯或灯管可以是直的、折叠的或环形的。变阻器200R可用来调节或改变电源203输出至气体放电器件208的电压或功率大小，从而调节或改变灯的发光度。由于系统不依赖一个大的引燃电压，因此发光亮度可以从低到高再回到低的变化。相比较，适用于荧光灯的大多数常规调光电路需要以一个相当高的亮度或发光的等级开始起调，然后调低至所要求的功率。例如气体放电器件是一个霓虹灯，如具有各种各样的广告或装饰和艺术照明效果的，都可以通过改变电阻200R和／或改变电源200电压由计算机程控编程来实现。
图3是用来说明由高频方波逆变电路驱动的两个气体放电器件301和302的方框图。值得注意的是灯管301和302是串联连接的，当方波逆变电路303与方波逆变电路202具有相同性能时，如果灯管301和302的长度和直径与气体放电器件206相同的话，则气体的容积基本上是两倍。注意器件301和302是非热离子驱动的，即使灯管具有常规的灯丝(未显示)。
图4是一方框图，用以说明另一类气体放电器件，由霓虹灯组件401，402…40N构成了霓虹灯，它由高频、交流方波逆变电路404驱动，这里显示了串联连接的方式，它们也可并联连接，或串联和并联组合。在这例子中，放电器件401，402，40N都是串联连接的，中间的灯管402…都没能直接与逆变电路404的输出端相连接。被驱动的气体总量是单个气体放电器件的氖气容量之和，它们中间没有一个是热离子提供能量或激发的。如果所有的气体放电器件容积相等以及充有相同或基本一致的气体，那么它们具有相同的发光亮度。如前面提到的，灯管可以采用紫外线敏感荧光粉涂覆，或使用混合紫外线敏感荧光粉的塑料或玻璃的灯管。在这情形下，可采用放电过程中富紫外线的气体介质(如汞气和氩气)。为了变化发光产品的颜色也可以改变气体介质。灯管401，402…40N可以采用柔性塑料或防碎塑料，由此避免一般霓虹灯易破碎或脆裂性等普遍问题。由于灯管401，402…40 N能方便地串接起来，因此字符和符号都可以预制或事先制成和串接起来，因而降低了成本和生产周期。
图5说明了本发明的一个较佳实施例，驱动串联着的两个FT40荧光灯管。元件的数值和型号仅仅是示范的。它产生一个具有快速过渡的约100KHz的方波电压，这样，电压加在灯L1的电极LE1和灯L2的电极LE2上，电压反转极性的速度远快于电子和离子浓度分布能在气体中转移的速度，因此在灯管的整个长度中电子被连续振荡，并在经过几个方波周期后，在整个灯管内的气体中以稳态工作的方式产生离子。
在本发明的这个实施例中，交流电(例如120V)通过快响应熔丝10加到全波桥式整流器13的端点11和12上，全波桥式整流器输出直流电压经过电解电容器15的滤波。在这实施例中，快响应熔丝10或在输出端的消弧电路用来防止当灯从线路卸下时对线路的损坏。高频滤波电容16跨接在桥式整流器13的AC输入端。也可以使用其他直流电压源，如电池、太阳能电池等来提供工作所需能量。
荧光灯驱动器由一个采用二个固态开关器件或晶体管Q3和Q4(HEXFETIRF624)的振荡器电路构成。开关晶体管Q3和Q4以图腾柱结构跨接在直流电源线17(+)和18(—或接地)上。每个开关驱动器Q3和Q4的栅极G分别与初级绕组PW1和初级绕组PW2连接，连接开关器件Q3的初级绕组PW1为25匝，连接开关器件Q4的初级绕组PW2也为25匝。
电阻20和电容器21与DIAC 22一起组成一个用于低功率晶体管开关Q3的启动电路。本实施例中，当DIAC 22达到约35V时，一个正的导通脉冲加到低功率开关器件Q3的栅极G1上。当开关Q3导通时，其漏极电压迅速变换至地电位，从而启动电路振荡。流过两匝的初级绕组PW3的电流为开关器件Q3和Q4提供了栅极驱动电压。这也引起线路以约100KHz的频率振荡。初级绕组PW3根据其幅值来加速开关Q3和Q4的开关速度。这是由于反馈开关作用加速了开关Q3和Q4的开关操作。
图6说明了一个方波逆变电路最少需要5个元件(电解滤波电容C1可视为直流电源的一部分)。开关57通过调光电阻702和滤波电容701将电池提供的直流电压(如7．2V)耦合到方波逆变电路701。驱动电路包括一个振荡变压器702，它有一中心抽头的初级绕组704，和有中心抽头707的初级绕组705和706，中心抽头707与振荡二极管709的栅极708相连。振荡二极管D1的另二端分别接在初级绕组705和706的高端和低端。如图所示，变压器702的初级绕组705和706以及次级绕组709都为约25匝。电容器旁路振荡晶体管／二极管709，举例的电路器件如下荧光灯管 FT6电阻R11500Ω电容C147uf 10V电解电容器晶体二极管 7095609／6BC／ECB电容器711 2A562K电容器712 2A22K在3．9MHz开路和1．7MHz、灯管上为方波时，荧光灯管的输出约为1．4V(RMS)。所以，该系统没有镇流变压器，没有灯丝的热离子发热，没有启动线路，并以更高效率的方式发光。
图7图解说明了无变压器的方波逆变电路。图中，直流电流电源的正(+)和负(—)端交变地连接在荧光灯的一对电极上。这种情形下，当开关S3和S4受控制器CONT的同一信号一起或同时(更可能的)闭合时，正(+)端与电极8—1连接，负(—)端与电极8—2直接连接。当开关S1和S2由控制器CONT同时闭合(开关S3和S4断开)时，正(+)端与灯电极8—2直接连接，负(—)端与灯电极8—1连接。控制器CONT能够在约75KHz至约3．9MHz的频率范围内操作开关，更好地操作开关使得加在灯电极8—1和8—2的方波变成约100KHz的频率。
在本发明中，电极端上的交变电压的幅值在开始放电反应时相当小，允许启动可见光产生的能力可在低的或高的强度上—因为产生的光是直接与输入的总能量成比例(没有必要用大的“启动冲击”电压来电离气体)。
用型号H39KB—175(175瓦)的透明菲利浦汞气放电灯与1．2瓦驱动器(如图6所示)相连接的实验来表明荧光应用的相同行为和特性。可以相信反应是在灯管的一端开始并迅速扩展到另一端或远端，随后趋向稳定。只连接一个电极的实验证实了这一理论。这就是几个气体放电器件能够串联使用的原因，因为在管内末端初始反应衰减前已经实现了电场的反转。
尽管对本发明较佳的实施例已经作了讨论和阐述，本领域的熟练人员将对本发明的另一些实施例，改进和修改很快明了。
权利要求
1．一种非热离子、无镇流器的气体放电发光系统，包括至少一个气体放电器件，其电极间隔置于气体介质中；一个透光的外壳，它将所述电极之间的气体放电介质限定在一预定压力下；以及一个电源，所述电源包括一个直流电源，连接在所述直流电源与所述电极之间的固态开关装置，以及将所述开关装置连接到所述电极的装置，所述开关装置被用来在所述电极上产生实际的方波交流波使得加在所述电极上的电压极性转换快于灯管内的电子和离子密度分布的转移速度，整个灯管长度内的电子被连续加速，经过几个方波周期后，将在整个灯管的空间内以稳定的状态产生离子。
2．一种非热离子、无镇流器的照明系统，包括至少一个透光外壳，透光外壳内包括间隔设置的电极和充入所述透光外壳内的气体放电介质，所述的透光外壳将电极间的所述气体放电介质限定在预定的压力下，一个电源，所述电源中附有一个具有初级及次级绕组的变压器，一个直流电源，连接在所述初级绕组与所述直流电源之间的开关装置，以及将所述次级绕组连接到所述电极的导体，所述开关装置和所述变压器初级绕组用来在所述电极上产生一个实际的方波交流波使得加在所述电极上的电压极性转换快于外壳中电子和离子密度分布的转移速度，在整个外壳的长度中的电子被连续加速，并在整个外壳的空间内以稳定的工作状态产生离子。
3．一种气体放电发光系统，包括至少一个气体放电器件，每个气体放电器件具有间隔置于透光外壳内的电极，该透光外壳将电极之间的气体放电介质限定在预定的压力下，一个直流电源，连接在所述电极与所述直流电源与所述电极之间的固态开关装置，所述开关装置用来在所述电极上产生一个实际的方波交流波以至加在所述电极上的电压极性转换快于气体内的电子和离子密度分布的转移速度，每个放电器件长度内的电子被连续加速，经过几个方波周期后，将在所述电极之间的整个气体空间内以稳定的工作状态产生离子。
4．一种气体放电照明系统，组合包含一个气体放电灯装置，一个高频交流方波电压源，它具有一对输出端和一个无LC电路，它将所述高频交流方波电压连接到所述气体放电灯装置，使所述荧光气体放电灯非热离子激发和发光。
5．如权利要求4所述的气体放电照明系统，其特征在于，所述高频方波电压的频率范围约为75KHz至3．5MHz。
6．如权利要求4所述的气体放电照明系统，其特征在于，所述高频方波电压的频率约为100KHz。
7．如权利要求4所述的气体放电照明系统，其特征在于，所述低电压的范围约2V至90V。
8．如权利要求4所述的气体放电照明系统，其特征在于，所述气体放电灯装置包括至少一个常规的荧光管，以及将所述荧光管串联垮接在所述一对输出端的装置。
9．如权利要求4所述的气体放电照明系统，其特征在于，所述气体放电灯装置包括至少三个气体放电器件，以及将至少三个气体放电器件串联垮接在所述一对输出端的装置。
10．如权利要求4所述的气体放电照明系统，其特征在于包括保护高频、交流方波电压源使之免遭因所述一对输出端开路而损坏的装置。
11．如权利要求10所述的气体放电照明系统，其特征在于，所述用于保护的装置包括快速动作熔丝。
12．如权利要求10所述的气体放电照明系统，其特征在于，所述用于保护的装置包括跨接在输出端的消弧电路。
13．如权利要求4所述的气体放电照明系统，其特征在于，所述电源包括一个或多个开关晶体管和一个振荡变压器。
14．一种照明系统，包括两个或多个气体放电灯器件，一个拥有一对输出端的高频、方波交变电压源，以及将所述两个或多个气体放电灯器件串联跨接在所述一对输出端上产生非热离子激发并使所述一对气体放电灯器件发光的装置。
15．如权利要求14所述的气体放电照明系统，其特征在于所述高频、方波交变电压源工作在约75KHz至约3．5MHz的频率范围。
16．如权利要求14所述的气体放电照明系统，其特征在于所述高频、方波交变电压源工作在约100KHz的频率。
17．如权利要求14所述的气体放电照明系统，其特征在于所述放电灯是带有电极的充氖气的灯管，所述电极串联跨接在所述一对输出端上。
18．如权利要求17所述的气体放电照明系统，其特征在于所述充氖气的灯管是塑料的。
19．如权利要求17所述的气体放电照明系统，其特征在于所述充氖气的塑料灯管是用柔性塑料制造的。
20．如权利要求14所述的气体放电照明系统，其特征在于所述方波电压的频率为约100KHz。
21．如权利要求20所述的气体放电照明系统，其特征在于包括保护所述高频方波电压源以免遭因所述一对输出端开路而损坏的装置。
22．如权利要求21所述的荧光照明系统，其特征在于所述保护装置包括一个快速动作熔丝。
23．如权利要求21所述的荧光照明系统，其特征在于所述保护装置包括一个跨接在所述一对输出端的消弧电路。
24．如权利要求14所述的荧光照明系统，其特征在于包括改变由所述电源传递到所述灯器件的能量从而改变所述灯器件发光亮度的方法。
25．一种气体放电器件的引燃方法，所述气体放电器件具有间隔浸没在一种气体内的电极，其电压远低于冷阴极所需启动器引燃电压，该引燃方法包括提供一个频率约为75KHz至4Mhz的方波交变电压源；将该电源输出的方波交流直接加到所述气体放电器件上，以至于所述灯电极上的电压极性的反转快于气体中电子和离子密度分布的转移速度。
26．如权利要求25所述的方法，其特征在于包括改变从所述电源到所述灯管的能量的步骤，以改变气体放电器件的发光亮度。
27．一种塑料氖光灯管。
28．一种柔性塑料氖光灯管。
29．一种防碎的氖光灯管。
30．一种电光源，包括一个或一个以上的充气灯管，所述充气灯管是一个符号形状或其一部分，置于所述每个充气灯管端部的电极，以及连接到所述电极的一个高频方波交流电压源。
31．如权利要求30所述的电光源，其特征在于，所述一个或多个充气灯管是防碎塑料的。
32．如权利要求30所述的电光源，其特征在于，所述一个或多个充气灯管是柔性塑料灯管。
33．一种电光源，组合一个高频、方波交变电压源，频率范围约为75KHz至4MHz；一个灯丝型的荧光管，管中一个或多个灯丝已经开路；将所述灯丝型荧光管连接到所述电源的电路装置。
全文摘要
一个引燃气体放电器件(208)的系统,其中气体放电器件含有一对电极(204,205)间隔浸没于一种气体中,所施加的电压低于冷阴极所需的启动器引燃电压。一个方波交变电压源(203)直接加到气体放电器件,其频率范围为约75KHz至约4MHz,致使间隔电极上的电压极性的反转速度比气体中的电子和离子浓度分布的转移速度更快。
文档编号H05B41/392GK1278997SQ98810885
公开日2001年1月3日 申请日期1998年11月4日 优先权日1997年11月5日
发明者焦举·M·帕拉 申请人:焦举·M·帕拉