CN101725849A

CN101725849A - Led荧光灯

Info

Publication number: CN101725849A
Application number: CN200910170963A
Authority: CN
Inventors: 朴明求
Original assignee: Kumho Electric Inc
Current assignee: Kumho Electric Inc
Priority date: 2008-10-16
Filing date: 2009-08-31
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2029-08-31
Also published as: US20150048746A1; CN101725848A; US8907557B2; EP2178346A2; TWI423720B; CN103763813A; TW201018304A; DE202009019010U1; US20130342116A1; JP2012134181A; CN101725848B; EP2178346A3; EP2178345A3; CN101725849B; US9072136B2; DE202009018987U1; JP2010097942A; US8358056B2; JP5425253B2; TW201018305A

Abstract

本发明提供了一种能够替换典型荧光灯的发光二极管(LED)荧光灯。该LED荧光灯包括：LED阵列，其包括串联地连接的多个LED；第一至第四连接销；第一至第四电容器，其分别连接到第一至第四连接销；第一二极管，其具有公共连接到第一和第三电容器的第二末端的阳极和连接到所述LED阵列的第一末端的阴极；第二二极管，其具有连接到LED阵列的第二末端的阳极和公共连接到第二和第四电容器的第二末端的阴极。所述LED荧光灯能够替换典型荧光灯而不需要安装额外的设备或改变布线。

Description

LED荧光灯

相关申请的交叉引用

本申请要求在韩国知识产权局于2008年10月16日提交的韩国专利申请No.10-2008-0101413、于2008年11月4日提交的No.10-2008-0109048、于2008年12月5日提交的No.10-2008-0123444、以及于2009年3月4日提交的No.10-2009-0018268的优先权，通过引用而将其全部内容并入本文。

技术领域

本发明涉及一种发光二极管(LED)荧光灯，更特别地，涉及适于替换典型荧光灯而与荧光灯镇流器一起使用的LED荧光灯。

背景技术

由于先前被用作低功率指示灯的发光二极管(LED)的光学效率的改善，LED的应用范围已逐渐加宽。不同于其它光源，LED不包含汞且因此而被视为环境友好光源。因此，LED最近已作为用于移动终端、液晶显示(LCD)TV、或汽车的下一代光源而引起人们的注意。因此，已在过去的几百年中被用作主要光源的白炽灯或荧光灯正在迅速地被LED取代。

LED灯可以直接替换诸如E26底座灯的白炽灯。然而，为了用LED灯替换现有荧光灯，必须改变灯固定装置或另外安装专用于LED灯的电源。因此，LED荧光灯尚未得到广泛普及。

发明内容

本发明提供一种适于替换典型荧光灯而在现有荧光灯固定装置中使用而不需要专用于LED荧光灯的额外的荧光灯镇流器或修改固定装置的内部布线的发光二极管(LED)荧光灯。

根据本发明的一方面，提供了一种LED荧光灯，包括：多个外部连接销；LED阵列，其包括串联地连接的多个LED；以及一个或多个电容器，其连接在所述LED阵列与所述外部连接销之间并改变通过所述外部连接销而连接到所述LED荧光灯的电子荧光灯镇流器的阻抗。

根据本发明的另一方面，提供了一种LED荧光灯，包括：LED阵列，其包括串联地连接的多个LED；第一至第四连接销；第一电容器，其连接在所述第一连接销与所述LED阵列的第一末端之间；第二电容器，其连接在所述第二连接销与所述LED阵列的第二末端之间；第三电容器，其连接在所述第三连接销与所述LED阵列的第一末端之间；以及第四电容器，其连接在所述第四连接销与所述LED阵列的第二末端之间。

根据本发明的另一方面，提供了一种LED荧光灯，包括：LED阵列，其包括串联地连接的多个LED；第一至第四连接销；第一至第四电容器，分别连接到所述第一至第四连接销；第一二极管，其具有公共连接到第一和第三电容器的第二末端的阳极和连接到所述LED阵列的第一末端的阴极；第二二极管，其具有连接到所述LED阵列的第二末端的阳极和公共连接到第二和第四电容器的第二末端的阴极；第三二极管，其具有连接到所述第二二极管的阴极的阳极和连接到所述LED阵列的第一末端的阴极；以及第四二极管，其具有连接到所述LED阵列的第二末端的阳极和连接到所述第一二极管的阳极的阴极。

附图说明

通过参照附图来详细描述本发明的优选实施例，本发明的以上及其它特征和优点将变得更加显而易见，在所述附图中：

图1示出根据本发明的第一示例性实施例的发光二极管(LED)荧光灯的电路图；

图2示出图1所示的LED阵列的电路图；

图3示出根据本发明的第二示例性实施例的LED荧光灯的电路图；

图4示出根据本发明的第三示例性实施例的LED荧光灯的电路图；

图5示出根据本发明的第四示例性实施例的LED荧光灯的电路图；

图6示出根据本发明的第五示例性实施例的LED荧光灯的电路图；

图7示出根据本发明的第六示例性实施例的LED荧光灯的电路图；

图8示出根据本发明的第七示例性实施例的LED荧光灯的电路图；

图9示出根据本发明的第八示例性实施例的LED荧光灯的电路图；

图10示出根据本发明的第九示例性实施例的LED荧光灯的电路图；

图11示出根据本发明的第十示例性实施例的LED荧光灯的电路图；

图12示出应用第四示例性实施例的LED荧光灯的半桥型电子荧光灯镇流器的电路图；

图13示出应用第四示例性实施例的LED荧光灯的瞬时启动型电子荧光灯镇流器的电路图；

图14示出应用第六示例性实施例的LED荧光灯的瞬时启动型电子荧光灯镇流器的电路图；

图15示出应用第七示例性实施例的LED荧光灯的瞬时启动型电子荧光灯的电路图；

图16示出应用本发明的第九示例性实施例的LED荧光灯的瞬时启动型电子荧光灯镇流器的电路图；

图17示出应用本发明的第十示例性实施例的LED荧光灯的瞬时启动型电子荧光灯镇流器的电路图；

图18示出应用第四示例性实施例的LED荧光灯的软启动型电子荧光灯镇流器的电路图；

图19示出应用第六示例性实施例的LED荧光灯的软启动型电子荧光灯镇流器的电路图；

图20示出应用第七示例性实施例的LED荧光灯的软启动型电子荧光灯镇流器的电路图；

图21示出应用第十示例性实施例的LED荧光灯的软启动型电子荧光灯镇流器的电路图；

图22示出应用第四示例性实施例的LED荧光灯的基于启辉器灯的电感荧光灯镇流器的电路图；

图23示出应用第六示例性实施例的LED荧光灯的基于启辉器灯的电感荧光灯镇流器的电路图；

图24示出应用第七示例性实施例的LED荧光灯的基于启辉器灯的电感荧光灯镇流器的电路图；

图25示出应用第十示例性实施例的LED荧光灯的基于启辉器灯的电感荧光灯镇流器的电路图；

图26示出应用第四示例性实施例的LED荧光灯的快速启动型电感荧光灯镇流器的电路图；

图27示出应用第六示例性实施例的LED荧光灯的快速启动型电感荧光灯镇流器的电路图；

图28示出应用第七示例性实施例的LED荧光灯的快速启动型电感荧光灯镇流器的电路图；

图29示出应用第九示例性实施例的LED荧光灯的铁芯快速启动型荧光灯镇流器的电路图；以及

图30示出应用第十示例性实施例的LED荧光灯的铁芯快速启动型荧光灯镇流器的电路图。

具体实施方式

下面将参照示出本发明的示例性实施例的附图来详细描述本发明。

电子荧光灯镇流器的基本电路通常可以分类为半桥型、瞬时启动型和程序启动型。且传统的基于铁芯的电感镇流器可以分类为启辉器型和快速启动型。根据本发明的示例性实施例的LED荧光灯可应用于几乎所有类型的荧光灯镇流器。下面将详细描述根据本发明的示例性实施例的LED荧光灯的结构和应用根据本发明的示例性实施例的LED荧光灯的各种荧光灯镇流器的操作。

图1示出根据本发明的第一示例性实施例的LED荧光灯110的电路图。参照图1，LED荧光灯110可以包括LED阵列10、多个电容器C11至C14、以及多个外部连接销，即第一111至第四114。LED荧光灯110可以只使用第一至第四连接销111至114中的两个。LED荧光灯110可以包括相互并联地连接的两个或更多LED阵列10。LED荧光灯110的结构可直接应用于根据本发明的其它示例性实施例的LED荧光灯。

LED阵列10可以包括串联地连接的多个LED(未示出)、阳极端子10a和阴极端子10b。电容器C11可以连接在阳极端子10a与第一连接销111之间，且电容器C12可以连接在阴极端子10b与第二连接销112之间。电容器C13可以连接在阳极端子10a与第三连接销113之间，且电容器C14可以连接在阴极端子10b与第四连接销114之间。

电容器C11至C14可以经由第一至第四连接销111至114而连接到半桥型电子镇流器电路并可以因此而控制由镇流器的内部电感器和电容器组成的串联谐振电路的操作频率。由于镇流器的操作频率的变化，可以控制镇流器内部的电感器的阻抗，结果，还可以控制LED荧光灯110的电流量。因此，LED荧光灯110的基本结构可以应用于几乎所有类型的荧光灯镇流器。

图2示出图1中所示的LED阵列10的电路图。参照图2(a)，LED阵列10可以包括串联地连接的多个LED D1至Dn。

为了保护LED D1至Dn，如图2(b)中所示，LED阵列10还可以包括在与LED D1至Dn成一行的方向相反的方向上分别并联连接到LED D1至Dn的多个齐纳二极管Z1至Zn。参照图2(b)，如果在10a处施加的电压相对于10b为正，则电流可以流过LED D1至Dn。另一方面，在输入AC电压的负时段期间，电流可以流过齐纳二极管Z1至Zn。电流流过齐纳二极管Z1至Zn会变为无效损耗。因此，为了防止反向电流流过齐纳二极管Z1至Zn并为了因此而提高效率，可对第一示例性实施例进行各种修改，下面将对此进行详细描述。

图3示出根据本发明的第二示例性实施例的LED荧光灯120的电路图。第二示例性实施例与第一示例性实施例相同，不同之处在于LED荧光灯120包括串联地连接到LED阵列12的任一末端的两个二极管D21和D22。LED荧光灯120可以只包括二极管D21与D22之一。二极管D21和D22可以允许电流只沿着前向方向在LED阵列12中流动。因此，即使LED阵列12包括并联地连接到LED的多个齐纳二极管(未示出)，也能够防止由于在输入AC电压的负时段期间流过齐纳二极管的电流引起的功率损耗。

图4示出根据本发明的第三示例性实施例的LED荧光灯130的电路图。参照图4，LED荧光灯130可以包括LED阵列13、第一至第四连接销131至134、分别连接到第一至第四连接销131至134的多个电容器C31至C34、以及分别并联地连接到电容器C31至C34的多个二极管D33至D36。如果如图12中所示，串联谐振型电子镇流器的输出端子被连接到连接销对(131和133)以及(132和134)且电子镇流器内的串联谐振保持电容器被连接在第一与第二连接销131和132之间或第三与第四连接销133和134之间，则可以由二极管D33至D36根据电子镇流器所提供的输入电压的极性来控制LED阵列13中的电流的流动。例如，如果在连接销134被设置为基准点且串联谐振保持电容器被连接在第一与第二连接销131和132之间时向第三连接销133施加正电压，则电容器C33会变得被二极管D35短路，二极管D33和D34会变为开路，且电容器C34会变得被二极管D36短路。在这种情况下，电子镇流器的初始谐振电容可以等于串联的电容器C31、串联谐振保持电容器C1和电容器C32的总电容，且镇流器的谐振频率会由于谐振电容的变化而改变。另外，如果向第三连接销133施加负电压，则电容器C32会变得被二极管D34短路，且电容器C31会变得被二极管D33短路。在这种情况下，电子镇流器的总电容可以等于串联的电容器C34、串联谐振保持电容器C1和电容器C33的总电容。

图5示出根据本发明的第四示例性实施例的LED荧光灯140的电路图。第四示例性实施例与第三示例性实施例相同，不同之处在于LED荧光灯140还包括多个二极管D47至D50。因此，LED荧光灯能够稳定地操作而保持对称操作特性，而不管由荧光灯镇流器向其施加的电压的相位中的变化。

图6示出根据本发明的第五示例性实施例的LED荧光灯150的电路图。参照图6，LED荧光灯150可以包括LED阵列15、第一至第四连接销151至154、分别连接到第一至第四连接销151至154的多个电容器C51至C54、分别并联地连接到电容器C51至C54的多个二极管D53、以及分别并联地连接到电容器C51至C54的多个电阻器R51至R54，其用于施加用于镇流器的初始触发操作的电流。

图7示出根据本发明第六示例性实施例的LED荧光灯160的电路图。参照图7，LED荧光灯160可以包括LED阵列16、第一至第四连接销161至164、分别连接到第一至第四连接销161至164的多个电容器C61至C64、以及分别串联地连接到电容器C61至C64的多个二极管D63至D66。二极管D63至D66和多个二极管D67至D70可以允许LED荧光灯160稳定地操作而保持对称操作的特性，不管由荧光灯镇流器施加的AC电压的相位如何。

图8示出根据本发明的第七示例性实施例的LED荧光灯170的电路图。

参照图8，二极管D73的阳极可被连接到第一连接销171，且二极管D73的阴极可被连接到二极管D71的阳极。二极管D74的阳极可被连接到第二连接销172，且二极管D74的阴极可被连接到二极管D72的阴极。二极管D75的阳极可被连接到第三连接销173，且二极管D75的阴极可被连接到二极管D71的阳极。二极管D76的阳极可被连接到第四连接销174，且二极管D76的阴极可被连接到二极管D72的阴极。二极管D77的阳极可被公共连接到二极管D72的阴极及电容器C72和C74的第二末端，且二极管D77的阴极可被连接到LED阵列17的阳极端子17a。二极管D78的阳极可被连接到LED阵列17的阴极端子17b，且二极管D78的阴极可被公共连接到二极管D71的阳极及电容器C71和C73的第二末端。

二极管D77和D78可以允许LED荧光灯170稳定地操作而保持对称操作的特性，不管由荧光灯镇流器施加于第一至第四连接销171至174的电压的相位中的变化。

图9示出根据本发明的第八示例性实施例的LED荧光灯180的电路图。第八示例性实施例与第七示例性实施例相同，不同之处在于分别并联地连接到多个电容器C81至C84的二极管D83至D86的相反方向。

图10示出根据本发明的第九示例性实施例的LED荧光灯190的电路图。参照图10，LED荧光灯190可以包括第一至第四连接销191至194、分别连接到第一至第四连接销191至194的多个电容器C91至C94、以及分别串联地连接到电容器C91至C94的多个二极管D93至D96。LED荧光灯190还可以包括二极管D97和二极管D98，二极管D97具有连接到LED阵列19的第二末端的阳极和连接到二极管D93的阳极的阴极，且二极管D98具有连接到二极管D94的阴极的阳极和连接到LED阵列19的第一末端的阴极。

二极管D93至D98可以允许LED荧光灯190在各种类型的荧光灯镇流器中操作，不管AC电压的相位如何。

图11示出根据本发明的第十示例性实施例的LED荧光灯200的电路图。LED荧光灯200几乎与图10中所示的LED荧光灯190相同，不同之处在于还包括二极管D109和D110。更具体地，参照图11，二极管D109的阳极可被连接到二极管D106的阴极，且二极管D109的阴极可被连接到LED阵列20的第一末端。二极管D110的阳极可被连接到LED阵列20的第二末端，且二极管D110的阴极可被连接到二极管D105的阳极。二极管D109和D110可以允许LED荧光灯200响应于由外部电压源向其施加的电压而对称地操作。

第一至第十示例性实施例的LED荧光灯110至200的基本结构可以被应用于几乎大多数类型的荧光灯镇流器。下面将详细描述各种类型的荧光灯镇流器的操作，采用第四、第六、第七、第九和第十示例性实施例的LED荧光灯140、160、170、190和200作为示例。

图12示出应用第四示例性实施例的LED荧光灯140的半桥型荧光灯镇流器的电路图。

在半桥型电子荧光灯镇流器中，可以将包括电感器和电容器的串联谐振电路连接到由半导体切换装置组成的半桥型逆变器的切换输出节点。半桥型电子镇流器可以使用施加于谐振电容器的任一末端的串联谐振电压来最初激发荧光灯。一旦荧光灯被放电，则将由串联谐振电路的电感器的阻抗来控制在荧光灯中流动的主电流。参照图12，串联谐振电路的谐振频率与切换装置Q61和Q62的操作频率可通过电流互感器To而相互同步。可由等式(1)来定义功率消耗Ps：

Ps \tilde{&OverBar;} IsVs - - - (1)

其中，Vs表示直流(DC)输入电压，且Is表示施加于逆变器的平均电流。

负载电流可以与平均电流Is相同。因此，如果C₀＞＞C1，C₀＞＞C41～C44，且如果我们让LED灯(140)与镇流器内的电容器C1的总电容为Ca，则可以使用等式(2)至(4)来定义平均电流Is：

Is \tilde{&OverBar;} fC Q_{0} Vs - - - (2);

C = \frac{2 C_{0} C_{a}}{C_{a} + 2 C_{0}} \tilde{&OverBar;} C_{a} - - - (3);

和

Q_{0} = \frac{1}{R_{0}} \sqrt{L_{0} / C} - - - (4)

其中，f表示切换装置Q61和Q62的操作频率，且Ro表示LED荧光灯140在谐振频率下操作时LED荧光灯140的内部电阻。

可以由等式(5)来定义逆变器的操作频率：

f = \frac{ω}{2 π} = \frac{ω_{0}}{2 π} \sqrt{1 - 1 / 4 Q_{0}^{2}}

ω_{0} = 1 / \sqrt{L_{0} C} - - - (5) .

因此，可以使用等式(2)和(5)来计算平均电流Is，如等式(6)所表示的：

I_{S} \tilde{&OverBar;} \frac{1}{2 π} ω_{0} C Q_{0} V_{s} \sqrt{1 - 1 / 4 Q^{2}}

\tilde{&OverBar;} \frac{Q_{0} V_{S}}{2 πZ} \sqrt{1 - 1 / 4 Q^{2}} - - - (6);

其中，Z表示阻抗。可以由等式(7)来定义阻抗Z：

Z = ω_{0} L_{0} = \frac{1}{ω_{0} C} = \sqrt{L_{0} / C} - - - (7) .

如果C₀＞＞C1，则可以由总电容Ca来确定操作频率f。因此，一旦LED荧光灯140被连接到半桥型电子镇流器，则半桥型逆变器可以如下地操作。参照图12，在初始谐振阶段，如果切换装置Q61被接通并因此向节点A施加电压Vs，则谐振电流可以流动，相继通过Lo、D45、C41、C1、C42、D46、以及2Co。另一方面，如果切换装置Q62被接通，则节点A处的电压可以变为接地电压，并且谐振电流可以沿着与所述谐振电流的路径相反的路径流动2Co、C44、D44、C1、D43、C43和Lo。

为了保证LED荧光灯140的一般使用，LED荧光灯140的基本结构必须对称。因此，LED荧光灯140的第一至第四连接销141至144不能具有任何极性。因此，在串联谐振条件下，如果C41＝C42＝C43＝C44＝C₂，则可以由等式(8)来定义总电容Ca：

C_{a} = \frac{C_{1} C_{2}}{2 C_{1} + C_{2}} - - - (8) .

因此，如果C₂＜＜C₁，则

且阻抗Z会增大。因此，在LED荧光灯140中流动的电流会减小，因此，能够适当地控制在LED荧光灯140中流动的电流。因此，能够将LED荧光灯140安装在半桥型电子荧光灯镇流器中而无需对荧光灯固定装置重新布线。

图13是应用第四示例性实施例的LED荧光灯140的瞬时启动型电子荧光灯镇流器的电路图。参照图13，由于包括变压器T1和T2及电容器C的电路的自振荡操作，所以切换装置Q71和Q72可以能够继续切换操作。变压器T2可以通过初级线圈T2-1而连接在切换节点A与节点B之间。瞬时启动型电子荧光灯镇流器可以使用被感生到变压器T2的次级线圈T2-2的高电压来最初使荧光灯放电。一旦荧光灯被放电，则瞬时启动型电子镇流器可以通过使用串联地连接到灯负载的电容器C1来控制稳定电流。

下面将更详细地描述与LED荧光灯140一起操作的瞬时启动型电子镇流器的操作。变压器T2可以以自振荡频率谐振，并可以因此而将高AC电压感生到次级线圈T2-2。如果节点C处的电压相对于节点D处的电压为正，则电流可以流动，相继通过节点C、电容器C₁、二极管D43、二极管D41、LED阵列14、二极管D42、二极管D44和节点D。另一方面，如果节点C处的电压相对于节点D处的电压为负，则电流可以流动，相继通过节点D、二极管D48、二极管D41、LED阵列14、二极管D42、二极管D47、电容器C₁和节点C。或者，取决于LED的总数，电流可以流动，相继通过节点D、电容器C42、二极管D47、电容器C₁、节点C或节点D、二极管D48、电容器C41、电容器C₁、以及节点C。

因此，可以由瞬时启动型镇流器的电容器C1的阻抗值，即1/jωC1以及LED阵列14的串联LED的总数来控制在LED阵列14中流动的主电流。

图14示出应用第六示例性实施例的LED荧光灯160的瞬时启动型电子荧光灯镇流器的电路图。参照图14，当瞬时启动型电子荧光灯镇流器被连接到LED荧光灯160的第一和第二连接销161和162时，变压器T2可以以自振荡频率谐振，并可以因此而将高AC电压感生到次级线圈T2-2。如果节点C处的电压相对于节点D处的电压为正，则电流可以流动，相继通过节点C、电容器C₁、电容器C61、二极管D63、二极管D61、LED阵列16、二极管D62、二极管D64、电容器C62和节点D，同时相位被电容器C101至C104的电容移位π/2。

另一方面，如果节点C处的电压相对于节点D处的电压为负，则电流可以流动，相继通过节点D、电容器C62、二极管D68、二极管D61、LED阵列16、二极管D62、二极管D67、电容器C61、电容器C₁和节点C，同时相位被电容器C101至C104的电容移位π/2。

因此，可以由串联电容器C₁、C61和C62的总复合阻抗来控制在LED阵列16中流动的主电流。因此，可以通过改变LED荧光灯160中的电容器C61和C62的电容来控制在LED阵列负载中流动的电流。

如果我们让C61＝C62＝C₂，则可以由等式(9)来定义复合阻抗Z：

Z = - j \frac{1}{ω C_{1}} - j \frac{2}{ω C_{2}} - - - (9) .

可以提供LED荧光灯160的第三和第四连接销163和164以便使LED荧光灯160不具有任何极性而对称地操作。瞬时启动型电子荧光灯镇流器在镇流器被连接到第三和第四连接销163和164时的操作可以与镇流器被连接到第一和第二连接销161和162时的操作基本相同。

图15示出应用第七示例性实施例的LED荧光灯170的瞬时启动型电子荧光灯镇流器的电路图。参照图15，切换装置Q71和Q72通过由变压器T1、T2和电容器C组成的电路的自振荡操作来继续切换操作。变压器T2的初级线圈T2-1被连接在切换点A与串联电容器Co的中心点之间且可以在次级线圈T2-2处感生高AC电压。如果节点C处的电压相对于节点D处的电压为正，则电流可以流动，相继通过节点C、电容器C1、二极管D73、二极管D71、LED阵列17、二极管D72、电容器C72和节点D。另一方面，如果节点C处的电压相对于节点D处的电压为负，则电流可以流动，相继通过节点D、二极管D74、二极管D77、LED阵列17、二极管D78、电容器C71、电容器C 1和节点C。

应用图9中所示的LED荧光灯180的瞬时启动型电子荧光灯镇流器的操作几乎与图15中所示的瞬时启动型电子荧光灯镇流器的操作相同。更具体地，在具有LED荧光灯180的瞬时启动型电子荧光灯镇流器中，如果向LED荧光灯180的第一连接销181施加正电压并向LED荧光灯的第二连接销182施加负电压，即，如果节点C处的电压相对于节点D处的电压为正，则电流流动，相继通过节点C、电容器C1、电容器C81、二极管D81、LED阵列18、二极管D82、二极管D84和节点D。另一方面，如果向第一连接销181施加负电压并向第二连接销182施加正电压，即如果节点C处的电压相对于节点D处的电压为负，则电流可以流动，相继通过节点D、电容器C82、二极管D87、LED阵列18、二极管D88、二极管D83、电容器C1和节点C。

简而言之，除电流的路径之外，应用第八示例性实施例的LED荧光灯180的瞬时启动型电子荧光灯镇流器的操作几乎与应用第七示例性实施例的LED荧光灯170的瞬时启动型荧光灯镇流器的操作相同。

图16示出应用本发明的第九示例性实施例的LED荧光灯190的瞬时启动型电子荧光灯镇流器的电路图，且图17示出应用本发明的第十示例性实施例的LED荧光灯200的瞬时启动型电子荧光灯镇流器的电路图。

参照图16，当电子荧光灯镇流器的输出布线被连接到第一和第二连接销191和192时，变压器T2可以以自振荡频率谐振，并可以因此将高AC电压感生到次级线圈T2-2。如果节点C处的电压相对于节点D处的电压为正，则电流可以流动，相继通过节点C、电容器C1、电容器C91、二极管D93、二极管D91、LED阵列19、二极管D92、二极管D94、电容器C92和节点D，同时相位被电容器C91至C94的电容移位π/2。另一方面，如果节点C处的电压相对于节点D处的电压为负，则电流可以流动，相继通过节点D、电容器C92、二极管D98、LED阵列19、二极管D97、电容器C91、电容器C1、以及节点C，同时相位被电容器C91至C94的电容移位π/2。

参照图17，可以提供第三和第四连接销203和204以便LED荧光灯200对称地操作。图17中所示的电子荧光灯镇流器的操作与图16中所示的电子荧光灯镇流器的操作几乎相同。

图18示出应用第四示例性实施例的LED荧光灯140的软启动型电子荧光灯镇流器的电路图。参照图18，可以在切换节点A，即切换装置Q81和Q82的切换点，与接地点之间连接包括电感器T3和电容器C1的串联谐振电路，且可以将LED荧光灯140连接到电容器C1的两端。最初，电感器T3-a和T3-b的次级线圈意在用于使荧光灯的灯丝预热以便通过使涂敷在荧光灯的灯丝上的氧化物成分的耗散最小化来使荧光灯的寿命最大化。但是当此软启动型电子镇流器驱动LED荧光灯时，此次级线圈不应对LED荧光灯180的正常操作产生异常影响。

如果切换装置Q81和Q82的操作频率与由电感器T3的电感L1和电容C1组成的谐振频率同步，并且如果我们假设C0＞＞C1，则可以由等式(10)来定义操作频率f：

f = 1 / 2 π \sqrt{L_{1} C_{1}} - - - (10) .

具有操作频率f的高AC电压可以被感生到电容器C1的两端。由于次级线圈T3-a和T3-b被耦合到电感器T3，所以在感生到T3-a的AC电压的正时段期间，预热电流可以流动，相继通过电容器Ca、二极管D43和电容器C43。另一方面，在AC电压的负时段期间，预热电流可以流动，相继通过二极管D45、电容器C41和电容器Ca。类似地，在感生到T3-b的AC电压的正时段期间，预热电流可以流动，相继通过电容器C44、二极管D44和电容器Cb。另一方面，在AC电压的负时段期间，预热电流可以流动，相继通过电容器Cb、电容器C42和二极管D46。如果我们让C41＝C42＝C43＝C44＝C₂，则可以由等式(11)来定义控制在次级线圈T3-a或T3-b中流动的预热电流的总电容C：

C = \frac{C_{a} C_{2}}{C_{a} + C_{2}} - - - (11) .

由于Ca＞＞C₂，所以可以由等于电容器C41至C44的值的电容C₂来确定在次级线圈T3-a或T3-b中流动的电流。由于电容C₂仅仅小到几千皮法且感生到次级线圈T3-a或T3-b的电压仅仅低到几伏，所以流过次级线圈T3-a或T3-b的电流可被二极管D43至D46忽略。

如果在节点B处感生的谐振电压相对于节点C处的电压为正，则电流可以在LED荧光灯140中流动，相继通过节点B、二极管D45、二极管D41、LED阵列14、二极管D42、以及二极管D46。另一方面，如果节点B处的电压相对于节点C处的电压为负，则电流可以在LED荧光灯140中流动，相继通过节点C、二极管D49、二极管D41、LED阵列14、二极管D42、二极管D50和节点B。

可以通过改变串联的LED的数目来控制在LED阵列14中流动的主电流。

图19示出应用第六示例性实施例的LED荧光灯160的软启动型电子荧光灯镇流器的电路图。参照图19，操作频率f可以与上文参照图18所述的相同，且具有操作频率f的AC电压可以被感生到电容器C1的两端。在LED荧光灯而不是传统荧光灯的情况下的软启动型电子荧光灯镇流器的操作期间，由于被感生到耦合到电感器T3并被设计为用于使荧光灯的灯丝预热的次级线圈T3-a的电压仅仅低到10V以下，所以次级线圈T3-a处的电压可以被二极管D63和D65截止，因此，用于荧光灯灯丝的预热电流可能无法流过次级线圈T3-a。类似地，次级线圈T3-b处用于预热荧光灯灯丝的电压可能被二极管D64和D66阻挡，并且因此，用于荧光灯灯丝的预热电流可能无法流过线圈T3-b。因此，可能由次级线圈T3-a和T3-b引起的功率损耗可以被忽略，结果，由次级线圈T3-a和T3-b产生的用于灯丝预热的电流可以被忽略。

如果我们忽略次级线圈T3-a和T3-b，则当节点B处的电压相对于节点C处的电压为正时，电流可以流动，相继通过节点B、电容器C63、二极管D65、二极管D61、LED阵列16、二极管D62、二极管D66、电容器C64和节点C。另一方面，如果节点B处的电压相对于节点C处的电压为负，则电流可以流动，相继通过节点C、电容器C64、二极管D69、二极管D61、LED阵列16、二极管D62、二极管D70、电容器C63和节点B。因此，如果我们让C61＝C62＝C63＝C64＝C₂，则软启动型电子荧光灯镇流器的复合阻抗可以变为2/jωC2。因此，可以通过改变电容器C61至C64的电容C2来控制在LED阵列16中流动的主电流。

图20示出应用第七示例性实施例的LED荧光灯170的软启动型电子荧光灯镇流器的电路图。图20中所示的软启动型电子镇流器的基本操作与图19中所示的软启动型电子镇流器的操作几乎相同。

参照图20，通过次级线圈T3-a和T3-b流入LED阵列17用于预热荧光灯灯丝的电流可以低到足以被忽略。如果我们忽略次级线圈T3-a和T3-b，则当节点B处的电压相对于节点C处的电压为正时，电流可以流动，相继通过节点B、二极管D75、二极管D71、LED阵列17、二极管D72、电容器C74和节点C。另一方面，如果节点B处的电压相对于节点C处的电压为负，则电流可以流动，相继通过节点C、二极管D76、二极管D77、LED阵列17、二极管D78、电容器C73和节点B。因此，如果我们让C71＝C72＝C73＝C74＝C₂，则软启动型电子荧光灯镇流器的总复合阻抗可以变为1/jωC₂。因此，还可以通过改变电容C₂和LED的总数来控制在LED阵列17中流动的主电流。

图21示出应用第十示例性实施例的LED荧光灯200的软启动型电子荧光灯镇流器的电路图。参照图21，通过次级线圈T3-a和T3-b流入LED阵列20中用于预热灯丝的电流可以低到足以被忽略。如果我们忽略次级线圈T3-a和T3-b，则当节点B处的电压相对于节点C处的电压为正时，电流可以流动，相继通过节点B、电容器C103、二极管D105、二极管D101、LED阵列20、二极管D102、二极管D106、电容器C104和节点C，同时相位被电容器C101至C104的电容移位π/2。

另一方面，如果节点B处的电压相对于节点C处的电压为负，则电流可以流动，相继通过节点C、电容器C104、二极管D109、LED阵列20、二极管D110、电容器C103和节点B，同时相位被电容器C101至C104的电容移位π/2。因此，如果我们让C101＝C102＝C103＝C104＝C₂，则软启动型电子荧光灯镇流器的总复合阻抗可以变为2/jωC₂且可以通过改变电容器C101至C104的电容C₂来控制在LED阵列20中流动的主电流。

图22示出应用第四示例性实施例的LED荧光灯140的基于启辉器灯的电感荧光灯镇流器的电路图。参照图22，当我们驱动LED荧光灯而不是传统荧光灯时，启辉器灯(S)300可被视为断开，因此，在输入AC电压的正时段期间，电流可以流动，相继通过电感器L、二极管D45、二极管D41、LED阵列14、二极管D42和二极管D46。在这种情况下，可以通过改变电感器L的阻抗、即jωL和LED的总数来控制在LED荧光灯140中流动的主电流。

另一方面，在输入AC输入电压的负时段期间，电流可以流动，相继通过二极管D49、二极管D41、LED阵列14、二极管D42、二极管D50和电感器L。在这种情况下，在LED荧光灯140中流动的电流可以是脉动电流，其具有高达市电频率f(50/60Hz)两倍的频率(100/120Hz)。因此，可以显著地降低发生闪烁的可能性，所述闪烁可以由在市电的频率f下驱动LED荧光灯140而引起。

图23示出应用第六示例性实施例的LED荧光灯160的基于启辉器灯的电感荧光灯的电路图。参照图23，当我们驱动LED荧光灯而不是传统荧光灯时，启辉器灯(S)300可被视为断开，因此，在输入AC输入电压的正时段期间，电流可以流动，相继通过电容器C63、二极管D65、二极管D61、LED阵列16、二极管D62、二极管D66、以及电容器64，同时相位被电容器C61至C64的电容移位π/2。

另一方面，在输入AC输入电压的负时段期间，电流可以流动，相继通过电容器C64、二极管D69、二极管D61、LED阵列16、二极管D62、二极管D70、以及电容器63，同时相位被电容器C61至C64的电容移位π/2。

如果我们让C61＝C62＝C63＝C64＝C₂，则可以由等式(12)来定义控制在LED荧光灯160中流动的主电流的总复合阻抗Z：

Z = jωL - j \frac{2}{ω C_{2}} - - - (12)

其中，L表示电感器L的电感。

在LED荧光灯160中流动的电流可以是脉动电流，其具有高达市电频率f(50/60Hz)两倍的频率(100/120Hz)。因此，可以显著地降低发生闪烁的可能性，所述闪烁可以由在频率f下驱动LED荧光灯140而引起。

图24示出应用第七示例性实施例的LED荧光灯170的基于启辉器灯的电感荧光灯的电路图。参照图24，在输入AC输入电压的正时段期间，电流可以流动，相继通过二极管D75、二极管D71、LED阵列17、二极管D72和电容器C74。另一方面，在输入AC输入电压的负时段期间，电流可以流动，相继通过二极管D76、二极管D77、LED阵列17、二极管D78和电容器C73。

如果我们让C71＝C72＝C73＝C74＝C₂，则可以由等式(13)来定义控制在LED荧光灯170中流动的主电流的总复合阻抗Z：

Z = jωL - j \frac{1}{ω C_{2}} - - - (13)

其中，L表示电感器L的电感。

图25示出应用第十示例性实施例的LED荧光灯200的启辉器灯型电感荧光灯的电路图。参照图25，当我们驱动LED荧光灯而不是传统荧光灯时，启辉器灯(S)300可被视为断开，因此，在输入AC输入电压的正时段期间，电流可以流动，相继通过电容器C103、二极管D105、二极管D101、LED阵列20、二极管D102、二极管D106、以及电容器104，同时相位被电容器C101至C104的电容移位π/2。

另一方面，在AC输入电压的负时段期间，电流可以流动，相继通过电容器C104、二极管D109、LED阵列20、二极管D110、电容器C103，同时相位被电容器C101至C104的电容移位π/2。如果我们让C101＝C102＝C103＝C104＝C₂，则可以由等式(12)来定义控制在LED荧光灯200中流动的主电流的总复合阻抗Z。

图26示出应用第四示例性实施例的LED荧光灯140的电感快速启动型荧光灯镇流器的电路图。参照图26，如果我们将被感生到次级线圈n1和n2的用于预热荧光灯的灯丝的电压分别定义为Vn1和Vn2，则在电压Vn1的正时段期间，即，当施加于节点C的电压相对于节点A为正时，电容器C41会被二极管D43短路，因此，次级线圈n1的负载会变为等于电容器C42的电容，并且在电压Vn1的负时段期间，电容器C43会被二极管D45短路，因此，次级线圈n1的负载会变为等于电容器C41的电容。

同样地，在电压Vn2的正时段期间，即，当施加于节点B的电压相对于节点D为正时，线圈n2的负载会变为等于电容器C44的电容，并且在电压Vn2的负时段期间，即，当施加于节点D的电压相对于节点B为正时，线圈n2的负载会变为等于电容器C42的电容。

为了保持荧光灯的对称特性，LED荧光灯140的第一至第四连接销141至144不应具有任何极性。为此，应将电容器C41至C44设计为具有相同的电容值。如果我们让此值为C₂，则由于电容C₂仅仅低到几千皮法，所以复合阻抗，即1/jωC₂会在50-60Hz下变得非常高。因此，次级线圈n1和n2的预热电流可以忽略。

可以由等式(14)来定义施加于节点A和节点B的输出电压Vo：

Vo = \frac{n 3 + n 4}{n 4} Vi - - - (14)

其中，Vi表示来自市电的输入电压。

当节点A处的电压相对于节点B处的电压为正时，电流可以在LED荧光灯140中流动，相继通过节点C、二极管D43、二极管D41、LED阵列14、二极管D42、二极管D44和节点D。另一方面，如果节点C处的电压相对于节点D处的电压为负，则电流可以在LED荧光灯140中流动，相继通过节点D、二极管D48、二极管D41、LED阵列14、二极管D42、二极管D47和节点C。可以通过镇流器的泄漏电感的阻抗jωL1和串联LED的总数来控制在LED阵列14中流动的主电流。

在电感快速启动型荧光灯镇流器的情况下，与图25中所示的基于启辉器灯的电感荧光灯镇流器中，在LED荧光灯140中流动的主电流会是脉动电流，其具有高达市电频率f(50/60Hz)两倍的频率(100/120Hz)。因此，能够显著地降低发生闪烁的可能性，所述闪烁可能由在市电的频率f下驱动LED荧光灯140而引起。

图27示出应用第六示例性实施例的LED荧光灯160的电感快速启动型荧光灯镇流器的电路图。参照图27，如果节点A处的电压相对于节点B处的电压为正，则电流可以流动，相继通过节点C、电容器C61、二极管D63、二极管D61、LED阵列16、二极管D62、二极管D64、电容器C62、以及节点D，同时相位被电容器C61至C64的电容移位π/2。

另一方面，如果节点A处的电压相对于节点B处的电压为负，则电流可以流动，相继通过节点D、电容器C62、二极管D68、二极管D61、LED阵列16、二极管D62、二极管D67、电容器C61、以及节点C，同时相位被电容器C61至C64的电容移位π/2。

如果我们让C61＝C62＝C63＝C64＝C₂，则可以由等式(15)来定义控制在LED荧光灯160中流动的主电流的总复合阻抗Z：

Z = jω L_{1} - j \frac{2}{ω C_{2}} - - - (15)

其中，L1表示镇流器的泄漏电感。

图28示出应用第七示例性实施例的LED荧光灯170的电感快速启动型荧光灯镇流器的电路图。参照图28，如果节点A处的电压相对于节点B处的电压为正，则电流可以流动，相继通过节点C、二极管D73、二极管D71、LED阵列17、二极管D72、电容器C72、以及节点D。另一方面，如果节点A处的电压相对于节点B处的电压为负，则电流可以流动，相继通过节点D、二极管D74、二极管D77、LED阵列17、二极管D78、电容器C71、以及节点C。

如果我们让C71＝C72＝C73＝C74＝C₂，则可以由等式(16)来定义控制在LED荧光灯170中流动的主电流的总复合阻抗Z：

Z = jω L_{1} - j \frac{1}{ω C_{2}} - - - (16)

其中，L1表示镇流器的泄漏电感。

在这种情况下，流过LED荧光灯170的电流可以是脉动电流，其具有高达市电频率f(50/60Hz)两倍的频率(100/120Hz)。

图29示出应用第九示例性实施例的LED荧光灯190的铁芯快速启动型荧光灯镇流器的电路图，且图30示出应用第十示例性实施例的LED荧光灯200的铁芯快速启动型荧光灯镇流器的电路图。

参照图29，如果节点A处的电压相对于节点B处的电压为正，则电流可以流动，相继通过节点C、电容器C91、二极管D93、二极管D91、LED阵列19、二极管D92、二极管D94、电容器C92、以及节点D，同时相位被电容器C91至C94的电容移位π/2。

另一方面，如果节点A处的电压相对于节点B处的电压为负，则电流可以流动，相继通过节点D、电容器C92、二极管D98、LED阵列19、二极管D97、电容器C91和节点C，同时相位被电容器C91至C94的电容移位π/2。

图30中所示的电感快速启动型荧光灯镇流器的操作与图29中所示的电感快速启动型荧光灯镇流器的操作几乎相同，不同之处在于添加了两个二极管D109和D110以保持LED荧光灯200的对称特性。

能够容易地安装根据本发明的示例性实施例的LED荧光灯并将其与各种类型的电子荧光灯镇流器一起使用。

根据本发明的LED荧光灯不限于本文所阐述的示例性实施例。因此，本文所阐述的示例性实施例的变化和修改可以属于本发明的范围内。

如上所述，能够容易地安装根据本发明的示例性实施例的LED荧光灯并将其与各种类型的电子荧光灯镇流器一起使用，而不需要安装额外的荧光灯镇流器或修改固定装置的内部布线。因此，根据本发明的LED荧光灯能够以低成本非常有效率地替换现有荧光灯。

虽然已参照示例性实施例特别示出并描述了本发明，但本领域的技术人员应理解，在不脱离本发明权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行形式和细节方面的各种修改。

Claims

1.一种发光二极管(LED)荧光灯，包括：

多个外部连接销；

LED阵列，其包括串联地连接的多个LED；以及

一个或多个电容器，其连接在所述LED阵列与所述外部连接销之间并改变通过所述外部连接销而连接到所述LED荧光灯的电子荧光灯镇流器的阻抗。

2.根据权利要求1所述的LED荧光灯，其中所述电子荧光灯镇流器是半桥型荧光灯镇流器。

3.根据权利要求1所述的LED荧光灯，其中所述外部连接销包括第一至第四连接销。

4.根据权利要求3所述的LED荧光灯，其中所述电容器包括第一电容器，所述第一电容器具有连接到所述第一连接销的第一末端和连接到所述LED阵列的阳极端子的第二末端；第二电容器，所述第二电容器具有连接到所述第二连接销的第一末端和连接到所述LED阵列的阴极端子的第二末端；第三电容器，所述第三电容器具有连接到所述第三连接销的第一末端和连接到所述LED阵列的阳极端子的第二末端；以及第四电容器，所述第四电容器具有连接到所述第四连接销的第一末端和连接到所述LED阵列的阴极端子的第二末端。

5.根据权利要求4所述的LED荧光灯，还包括以下各项中的至少一个：

第一电阻器，其并联地连接到所述第一电容器；

第二电阻器，其并联地连接到所述第二电容器；

第三电阻器，其并联地连接到所述第三电容器；以及

第四电阻器，其并联地连接到所述第四电容器。

6.根据权利要求4所述的LED荧光灯，还包括：

第一二极管，其具有连接到所述第一电容器的第二末端的阳极和连接到所述LED阵列的阳极端子的阴极；以及

第二二极管，其具有连接到所述LED阵列的阴极端子的阳极和连接到所述第二电容器的第二末端的阴极。

7.根据权利要求6所述的LED荧光灯，还包括：

第三二极管，其具有连接到所述第一连接销的阳极和连接到所述第一二极管的阳极的阴极；

第四二极管，其具有连接到所述第二连接销的阴极和连接到所述第二二极管的阴极的阳极；

第五二极管，其具有连接到所述第三连接销的阳极和连接到所述第一二极管的阳极的阴极；以及

第六二极管，其具有连接到所述第四连接销的阴极和连接到所述第二二极管的阴极的阳极。

8.根据权利要求1所述的LED荧光灯，其中所述LED荧光灯包括并联地连接的多个LED阵列。

9.一种LED荧光灯，包括：

LED阵列，其包括串联地连接的多个LED；

第一至第四连接销；

第一电容器，其连接在所述第一连接销与所述LED阵列的第一末端之间；

第二电容器，其连接在所述第二连接销与所述LED阵列的第二末端之间；

第三电容器，其连接在所述第三连接销与所述LED阵列的第一末端之间；以及

第四电容器，其连接在所述第四连接销与所述LED阵列的第二末端之间。

10.根据权利要求9所述的LED荧光灯，还包括以下各项中的至少一个：

第一二极管，其连接在所述第一连接销与所述LED阵列之间并在所述LED阵列中产生单向电流路径；以及

第二二极管，其连接在所述第三连接销与所述LED阵列之间并在所述LED阵列中产生单向电流路径。

11.根据权利要求9所述的LED荧光灯，还包括：

第三二极管，其与所述第一电容器并联地连接并具有连接到所述第一连接销的阳极；

第四二极管，其与所述第二电容器并联地连接并具有连接到所述第二连接销的阴极；

第五二极管，其与所述第三电容器并联地连接并具有连接到所述第三连接销的阳极；以及

第六二极管，其与所述第四电容器并联地连接并具有连接到所述第四连接销的阴极。

12.根据权利要求11所述的LED荧光灯，还包括：

第七二极管，其具有连接到所述第四二极管的阳极的阳极和连接到所述第一连接销的阴极；

第八二极管，其具有连接到所述第二连接销的阳极和连接到所述第三二极管的阴极的阴极；

第九二极管，其具有连接到所述第四连接销的阳极和连接到所述第五二极管的阴极的阴极；以及

第十二极管，其具有连接到所述第六二极管的阳极的阳极和连接到所述第三连接销的阴极。

13.一种LED荧光灯，包括：

LED阵列，其包括串联地连接的多个LED；

第一至第四连接销；

第一至第四电容器，分别连接到所述第一至第四连接销；

第一二极管，其具有公共连接到所述第一和第三电容器的第二末端的阳极和连接到所述LED阵列的第一末端的阴极；

第二二极管，其具有连接到所述LED阵列的第二末端的阳极和公共连接到所述第二和第四电容器的第二末端的阴极；

第三二极管，其具有连接到所述第二二极管的阴极的阳极和连接到所述LED阵列的第一末端的阴极；以及

第四二极管，其具有连接到所述LED阵列的第二末端的阳极和连接到所述第一二极管的阳极的阴极。

14.根据权利要求13所述的LED荧光灯，还包括：

第五二极管，其具有连接到所述第一连接销的阳极和连接到所述第一电容器的第二末端的阴极；

第六二极管，其具有连接到所述第二连接销的阳极和连接到所述第二电容器的第二末端的阴极；

第七二极管，其具有连接到所述第三连接销的阳极和连接到所述第三电容器的第二末端的阴极；以及

第八二极管，其具有连接到所述第四连接销的阳极和连接到所述第四电容器的第二末端的阴极。

15.根据权利要求14所述的LED荧光灯，还包括：

第五二极管，其具有连接到所述第一连接销的阴极和连接到所述第一电容器的第二末端的阳极；

第六二极管，其具有连接到所述第二连接销的阴极和连接到所述第二电容器的第二末端的阳极；

第七二极管，其具有连接到所述第三连接销的阴极和连接到所述第三电容器的第二末端的阳极；以及

第八二极管，其具有连接到所述第四连接销的阴极和连接到所述第四电容器的第二末端的阳极。