CN101469850A - 固态照明灯具 - Google Patents

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Abstract

一种固态照明灯具，包括至少一固态发光元件，该固态照明灯具还包括一一次侧线圈，用以电性连接于一供电电源，及一二次侧线圈，电磁耦合于该一次侧线圈，该至少一固态发光元件电性连接于该二次侧线圈的输出端，该一次侧线圈与该二次侧线圈电磁耦合后形成一变压装置对该至少一固态发光元件供电，而供电电源与固态发光元件之间没有直接的电性连接，避免导线连接带来的拆装不便。

Description

固态照明灯具
技术领域
本发明关于一种灯具，尤其是关于固态照明灯具。
背景技术
目前，发光二极管(Light Emitting Diode，LED)等固态发光元件因具光质佳、发光效率高、长寿命、低耗能等特性而逐渐取代冷阴极荧光灯(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)作为照明装置的发光元件，广泛应用于交通指挥灯、汽车车灯、室内照明灯、路灯、高速公路灯、广告牌灯具、游泳池中的水底灯等，具体可参阅Michael S.Shur等人在文献Proceedings of the IEEE，Vol.93，No.10(2005年10月)中发表的“Solid-StateLighting：Toward Superior Illumination”一文。
传统的发光二极管灯具通过导线直接连接于电源上。然而大多数的发光二极管灯具，特别如路灯、高速公路灯、广告牌灯具、游泳池中的水底灯，均设置于室外，往往面临着多变的气候状况，包含冷、热、水气、烟尘等污染，而室内使用的灯具，如浴室照明灯，均对水汽等环境因素有着严格的要求，当发光二极管灯具损坏需要维修时，需破坏灯具与线路之间的电气连接，因而灯具的更换需要大量的组装时间，特别对于户外灯具其维修成本远高于灯具的耗材零件，而如游泳池中的水底灯，拆卸与安装灯具更是必须将水抽干才能后进行。
因此本发明希望能设计一种不受电气连接限制，拆装方便的灯具。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种拆装方便的固态照明灯具。
一种固态照明灯具，包括至少一固态发光元件，该固态照明灯具还包括一一次侧线圈，用以电性连接于一供电电源，及一二次侧线圈，电磁耦合于该一次侧线圈，该至少一固态发光元件电性连接于该二次侧线圈的输出端，该一次侧线圈与该二次侧线圈电磁耦合后形成一变压装置对该至少一固态发光元件供电。
一种固态照明灯具，包括至少一固态发光元件，该固态照明灯具还包括一交直流转换电路及一线圈，该线圈与交直流转换电路及固态发光元件构成一回路，该线圈用于在变化的磁场内产生电磁感应从而于该回路内形成电流对该固态元件供电。
上述固态照明灯具通过线圈之间的电磁耦合，实现对固态发光元件供电，供电电源与固态发光元件之间没有直接的电性连接，避免导线连接带来的拆装不便。
附图说明
下面参照附图，结合实施例作进一步说明：
图1是本发明固态照明灯具示意框图；
图2是本发明固态照明灯具应用于告示牌示意图；
图3是本发明固态照明灯具作为水底灯示意图。
具体实施方式
如图1所示，该固态照明灯具包括两个部分，一是固定部10，一是装置部20。
该固定部10用以连接供电电源V，包括一开关电路12，一振荡电路14及一一次侧线圈16。其中该供电电源V为交流电源，可以是110V或是220V，但不限于此。开关电路12连接于该供电电源V上，通过该开关电路12可以控制固态照明灯具与电源V的导通与断开。振荡电路14连接于开关电路12与一次侧线圈16之间，由于供电电源V受电源电压的波动、电路参数的变化、环境温度的变化等影响，输出的幅值不稳定，通过该振荡电路14增强供给该一次侧线圈16的幅值及频率特性，即通过该振荡电路14后输入至一次侧线圈16的电压为幅值稳定的交流电。根据麦克斯韦电磁场理论：变化的电场产生磁场，当一次侧线圈16中通过稳定的交流电时，该一次侧线圈16中产生稳定的交变磁场。
该装置部20包含一固态发光元件22、一交直流转换电路24及一二次侧线圈26。本实施例中，该固态发光元件22为一发光二极管(LED)，但并不限于发光二极管，显然该发光二极管22的数量可根据灯具的应用场合而做改变，可由多个发光二极管22形成不同形式的发光二极管阵列，该多个发光二极管22亦可通过一控制电路实现各式各样的闪烁变化。该二次侧线圈26对应设置于一次侧线圈16的外侧，与一次侧线圈16线圈形成电磁耦合，根据法拉第定律，当穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变化时，回路中都会建立起感应电动势，从而当一次侧线圈16在交变电流的作用下产生交变的磁场时，由二次侧次线圈26与发光二极管22以及交直流转换电路24所形成回路中的磁通量随一次侧线圈16所产生的磁场的强度变化而变化，从而产生交变的电动势，于二次侧线圈26中形成交变电流，该一次侧与二次侧线圈16、26形成一变压器，通过电磁耦合作用于该二次侧线圈26内产生一交变电流，该二次侧线圈26内的交变电流与供电电源V于一次侧线圈16内所形成的电流的频率相同。交直流转换电路24连接于该二次侧线圈26与发光二极管22之间，将二次侧线圈26所产生的交变电流转换为直流电，从而使发光二极管22发光实现照明。该交直流转换电路24的类型可根据需要作适当选择，在将二次侧线圈26的交流电转换为直流电的同时，适应性地调整为特定的电压值，如5V、12V等。当然，电压的调整也可通过变压器直接完整，两线圈16、26的匝数比即等于两线圈16、26的电压笔，从而可通过调整两线圈16、26的匝数直接于二次侧线圈26中形成低压交流电，再转换为直流电输给发光二极管22。
如上所述，本发明固态照明灯具通过线圈之间的电磁耦合作用，形成一变压器，在发光二极管22与供电电源V电性绝缘的情况下，作为非接触式的电源供应，实现对发光二极管22供电，从而避免了传统灯具采用导线直接连接，在安装与拆卸灯具时电连接所引起的施工不便、水气、脏污等诸多问题。此种结构可以用于许多场合，如图2及图3所示分别为该种固态照明灯具应用于告示牌与游泳池中作为水底灯的情况。
如图2所示为一具备光照明的告示牌100，其灯源部分采用多个发光二极管32，所述发光二极管32透过导光板能够形成背光，使得此照明告示牌100能够显示信息。外部供电电源V采用60Hz/110V的交流电，此供电电源V可安置于墙等固定物400上，一次侧线圈46直接连接于供电电源V上，在导通时产生交变的磁场，该实施方式中，将开关电路12与振荡电路14省略，可以减少元件的组装及成本，同样可以实现对一次侧线圈46供电。告示牌100贴近于供电电源V的外侧，以使二次侧线圈36能够与一次侧线圈46电磁耦合，构成一变压器对发光二极管32供电。另外，为增加线圈36、46的导磁系数从而增加效率，该一次侧线圈46与二次侧线圈36中分别包含一铁心48、38。该一次铁心48与二次铁心38的间隙控制于0.1～0.3mm以下。该二次侧线圈36与发光二极管32之间同样设一交直流电转换电路34将二次侧线圈36所产生的交流电转化为12V的直流电输送至发光二极管32，发光二极管32所产生的光线透过导光板将形成均匀分布，使得照明告示牌100能够显示信息。
如图3所示为游泳池的水底灯，同样其灯源部分采用发光二极管52，发光二极管52所产生的光线经过一透镜200可照射至水中，装置部80设于一采用防水设计的壳体300内，该壳体300不具备任何之电源导通设计，可确保长期放置于水中而不短路。该固定部90同样装设于一采用防水设计的壳体500内，包括一埋设于地底并与装置部80的二次侧线圈56形成电磁耦合的一次侧线圈66，该一次侧线圈66连接于一60Hz/120V的交流电源V。同样为增加导磁系数并增加效率，一、二次侧线圈56中分别包含一铁心68、58，一次铁心68与二次铁心58的间隙控制于0.5mm以下。该二次侧线圈56与一次侧线圈66电磁耦合形成变压器，二次侧线圈56连接至交直流转换电路54，将交流电源V转换为12V直流电输送至发光二极管52，发光二极管52所产生的光线透过透镜200向外照射至水中。
以上仅列举本发明固态照明灯具的两种具体场合，实际上该种灯具通过电磁感应形成灯具的电源，达成电源连接却没有电性接触，灯具与电源的安装只需要放置、装设之机械结合即可完成，能够使灯具更加可靠、耐久，并可以快速换装，可广泛应用于各种照明场合，特别适合室外灯具使用、或水中灯具使用。此外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，只要其不偏离本发明的技术效果，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (12)

  1. 【权利要求1】一种固态照明灯具，包括至少一固态发光元件，其特征在于：该固态照明灯具还包括一一次侧线圈，用以电性连接于一供电电源，及一二次侧线圈，电磁耦合于该一次侧线圈，该至少一固态发光元件电性连接于该二次侧线圈的输出端，该一次侧线圈与该二次侧线圈电磁耦合后形成一变压装置对该至少一固态发光元件供电。
  2. 【权利要求2】如权利要求1所述的固态照明灯具，其特征在于：该至少一固态发光元件与该二次侧线圈之间连接一交直流转换电路，将该二次侧线圈产生的交流电转换为直流电供给该至少一固态发光元件。
  3. 【权利要求3】如权利要求1所述的固态照明灯具，其特征在于：该一次侧线圈与供电电源之间连接有一振荡电路，用以增强供给该一次侧线圈电源的幅值特性或频率特性。
  4. 【权利要求4】如权利要求3所述的固态照明灯具，其特征在于：该振荡电路与供电电源之间连接有一开关电路，用以控制供电电源与一次侧线圈之间的导通与断开。
  5. 【权利要求5】如权利要求1所述的固态照明灯具，其特征在于：该一次侧线圈、二次侧线圈分别缠绕于一铁心上以增强导磁系数，该一次侧线圈与该二次侧线圈的铁心之间的距离不大于0.5毫米。
  6. 【权利要求6】如权利要求5所述的固态照明灯具，其特征在于：该一次侧线圈与该二次侧线圈的铁心之间的距离介于0.1~0.3毫米之间。
  7. 【权利要求7】如权利要求1所述的固态照明灯具，其特征在于：该固态照明灯具还包括防水两壳体，该一次侧线圈与二次侧线圈分别密封于其中一防水壳体内。
  8. 【权利要求8】如权利要求7所述的固态照明灯具，其特征在于：该固态照明灯具为水底灯，该二次侧线圈的壳体面对水的一侧设有一透镜，该至少一固态发光元件面向水面，其所产生光线经由该透镜将照射至水中。
  9. 【权利要求9】如权利要求1所述的固态照明灯具，其特征在于：该固态发光元件为发光二极管。
  10. 【权利要求10】一种固态照明灯具，包括至少一固态发光元件，其特征在于：该固态照明灯具还包括一交直流转换电路及一线圈，该线圈与交直流转换电路及固态发光元件构成一回路，该线圈用于在变化的磁场内产生电磁感应从而于该回路内形成电流对该固态元件供电。
  11. 【权利要求11】如权利要求10所述的固态照明灯具，其特征在于：该线圈缠绕于一铁心上以增强导磁系数。
  12. 【权利要求12】如权利要求10所述的固态照明灯具，其特征在于：该固态照明灯具还包括一防水壳体，该壳体的一侧设有一透镜，该固态发光元件所产生的光线经由该透镜照射至壳体外。
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