CN102345809A - 照明系统 - Google Patents

Abstract

本发明揭露一种照明系统，应用在一灯座上，至少包括：一透光管体、一发光模块、两端盖及一驱动电路。其中发光模块位于该透光管体内，发光模块包括一基板，其上形成有多个发光二极管。两端盖，位于该透光管体的两端，用以密封该透光管体。驱动电路，位于该透光管体外，与该发光模块耦接，用以驱动该发光模块。

Description

照明系统

技术领域

本发明是有关于一种照明系统，特别是有关于一种具有分离式驱动电路的照明系统。

背景技术

现今社会最注重议题无非是节能减碳、保护地球和防止温室效应，目前广泛使用的传统灯泡，每度电会产生0.683公斤的二氧化碳；持续点亮一年需消耗525度，造成温室效应更加严重，所以今后的趋势在于使用发光二极管取代传统灯泡。

发光二极管(LED，Light Emitting Diode)是一种固态的半导体组件，利用电子空穴的相互结合将能量以光的形式释放，属冷光发光，具有体积小、寿命长、耗电量低、反应速率快、耐震性特佳等优点，为各种电器、信息广告牌、通讯产品等的发光组件。

已知发光二极管灯管一般采用T5或T8规格。采用T5规格的发光二极管灯管，受限于T5灯管的尺寸(直径约为5/8英寸)，其具有驱动电路的电源转换器是另行设计并外挂于日光灯座上。即，需对传统的日光灯座上进行变更设计，来容置额外配置的电源转换器，并对电源转换器与发光二极管模块间的电路连接重新设计重新拉线，因此无法直接使用于传统的日光灯座。而采用T8规格的发光二极管灯管，其驱动电路除了可如T5规格外挂于日光灯座上外，因其灯管管径较大(直径约为8/8英寸)，可与发光二极管模块组设在一起且密封于灯管内部，此时，若要将传统的日光灯管以发光二极管灯管取代，需另外组设于能相互配合的灯座上，无法直接插设于传统的日光灯座，且原先的供电电路、电路系统及设备需全面淘汰更新。当发光二极管灯管故障而不能运作发光时，因发光二极管模块及驱动电路皆为密封装设于灯管内部，并无从确切得知损坏对象的是发光二极管模块还是驱动电路，致使必须更换整个发光二极管灯管，造成维修不便及增加耗损。种种不便均限制了以发光二极管作为发光源取代传统日光灯的进展。

因此，对于一种可直接安装于传统日光灯座，且又能方便进行维修的发光二极管灯管存有需求。

发明内容

本发明的一目的即是在提供一种发光二极管照明系统，将驱动电路与发光二极管灯管分离设置，使发光二极管灯管内不存在驱动电路，增加维修方便性及令更换成本较低，且降低发光二极管受到热量的影响，进而提升发光效率。

本发明的主要目的即是在提供一种发光二极管照明系统的驱动电路，通过两充放电电路，让输入电压变化趋缓，避免瞬间点亮的情况发生，同时稳定调光信号的电压变化，避免发光二极管产生闪烁或是无法点亮的状况。

本发明的一实施方式在提供一种照明系统，应用在一灯座上，至少包括：一透光管体、一发光模块、两端盖及一驱动电路。其中发光模块位于该透光管体内，发光模块包括一基板，其上形成有多个发光二极管。两端盖，位于该透光管体的两端，用以密封该透光管体。驱动电路，位于该透光管体外，与该发光模块耦接，用以驱动该发光模块。

在一实施例中，多个发光二极管彼此串接。

在一实施例中，照明系统还包括一散热片，位于该透光管体内并贴附于该基板未具有该多个发光二极管的一面上。而每一该两端盖还包括至少一接脚，用以将该透光管体固接于该灯座上。

在一实施例中，灯座还包括一启动器耦接口与一外接电源连接，该驱动电路可透过该启动器耦接口与该外接电源连接。该驱动电路置于一圆筒型外壳中，该圆筒型外壳可容置于该启动器耦接口中。一印刷电路板位于该圆筒型外壳中，其中该驱动电路形成于该印刷电路板上。两引脚，从该印刷电路板延伸出并凸出于该圆筒型外壳之外，其中当该圆筒型外壳容置于该启动器耦接口中时，该驱动电路透过该两引脚连接该启动器耦接口。

在一实施例中，驱动电路还包括：一第一充放电电路，耦接一外接电源；一整流电路，耦接该第一充放电电路：以及一第二充放电电路，耦接该第一充放电电路。其中该整流电路例如为一桥式整流电路。

在一实施例中，整流电路包括一第一输入端、一第二输入端、一第三输出端与一第四输出端。第一充放电电路包括一串接的一第一电阻与一第一电容，其中该第一电容包括一第一接点与一第二接点，该第一接点耦接该第一电阻与该整流电路的该第一输入端，而该第二接点耦接该整流电路的该第二输入端。第二充放电电路包括一串接的一第二电阻与一第二电容，其中该第二电容包括一第一接点与一第二接点，该第一接点耦接该第二电阻与该整流电路的该第三输出端，而该第二接点耦接该整流电路的该第四输出端。

综上所述，本发明通过分离式的驱动电路设计，使得二极管灯管可直接插接于传统的日光灯座上，且该驱动电路具有一类似传统启动器外壳的圆筒型外壳，因此可以容置于启动器插槽中，而直接插接于传统日光灯座上的启动器位置。因此并不需要搭配特定设计的灯座，可完全使用传统的日光灯座，大幅节省换装成本。此外，本发明分离式驱动电路设计，通过两充放电电路，让输入的电压变化趋缓，避免瞬间点亮的情况发生，另一方面，亦稳定调光信号的电压变化，避免发光二极管产生闪烁或是无法点亮的状况。

附图说明

为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，附图说明如下：

图1A所示为根据本发明一实施例具有分离式驱动电路的照明系统概略图标；

图1B所示为根据本发明一实施例驱动电路的外观；

图2所示为根据本发明一实施例可装设于传统日光灯座上，用以取代传统日光灯管的发光二极管灯管概略图示；

图3A所示为根据本发明一实施例的分离式驱动电路概略图标；

图3B所示为根据本发明一实施例的分离式驱动电路概略电路图。

【主要组件符号说明】

10照明系统

100发光二极管灯管

110基板

120发光模块

130透光罩

150散热平板

122发光二极管

123和124接脚

140和142端盖

200分离式驱动电路

210第一充放电电路

220整流电路

230第二充放电电路

240印刷电路板

242和244引脚

具体实施方式

发光二极管是利用电能直接转化为光能的原理，在半导体内正负极2个端子施加电压，当电流通过，使电子与空穴相结合时，剩余能量便以光的形式释放，依其使用的材料的不同，其能阶高低使光子能量产生不同波长的光，以半导体内电子与空穴结合自发辐射发光，工作时不易发热，具有省电和寿命长的优点。

依此，本发明提供一种照明系统，使用发光二极管作为灯管光源同时配合分离式的驱动电路，使得二极管灯管可直接插接于传统的日光灯座上，且该驱动电路外壳也可配合设计成传统启动器的大小，因此可直接插接于传统日光灯座上的启动器位置。换言之，本发明具有分离式驱动电路的照明系统，并不需要搭配特定设计的灯座，可完全使用传统的日光灯座，因此可大幅节省换装成本，提升消费者的换装意愿。此外，虽然下述实施例是以搭配传统日光灯座，来解释本发明具有分离式驱动电路照明系统的实施，然而，本发明也可应用在其它的传统灯座中，通过分离式驱动电路的设计，即可搭配传统灯源灯座，来驱动发光二极管，从而取代传统的日光灯或灯泡。

图1A所示为根据本发明一实施例具有分离式驱动电路的照明系统概略图标。照明系统10包括：发光二极管灯管100和一分离式驱动电路200。其中：发光二极管灯管100通过两端盖140和142的外部接点接收由驱动电路200传送的电源而发光。驱动电路200可安装于传统灯座的启动器(Starter)位置，从而驱动发光二极管发光。换言之，本发明的发光二极管灯管100内并未装设驱动电路，而以外置的驱动电路200进行驱动。一交流电源(AC)提供发光二极管灯管100和分离式驱动电路200所需的电力。在本实施例中，驱动电路200，如图1B所示，具有一类似传统启动器的圆筒型外壳，内置印刷电路板(printed circuit board，PCB)240，而驱动电路200即形成于此印刷电路板240上。两引脚242和244分别从印刷电路板240引出，可耦接传统灯座的启动器位置，用以与交流电源耦接以提供驱动电路200所需的电力。驱动电路200是以表面粘着组件(surface mounted device，SMD)的方式进行设计，因此其尺寸可大幅降低。依此，本发明的照明系统可直接应用在传统的日光灯座，其中发光二极管灯管可直接插设于传统日光灯座用以安置日光灯管的位置上，而驱动电路200则可直接插设于传统日光灯座用以安置启动器的位置上，因此不需对传统日光灯座上进行变更设计，来容置此驱动电路200。

图2所示为根据本发明一实施例可装设于传统日光灯座上，用以取代传统日光灯管的发光二极管灯管概略图示。此发光二极管灯管100包括有一基板110、一发光模块120、一透光罩130、两端盖140和142以及一散热平板150。此驱动电路200例如可应用在一路灯、T-B、T5、T8、电球灯、交流发光二极管、白炽灯系列。

散热平板150的外形呈半圆筒状贴附于灯管100的上半部，其为导热性良好的材料所制造而成，例如铜、铝等，但不以这些材料为限。基板110贴接于散热平板150，该基板110底面具有一绝缘层以避免电路与散热平板150产生短路的情形，该基板110及散热平板150之间可加以涂布有导热膏或夹挚导热片，以增强基板110传递热量至散热平板150的效率。发光模块120包含多个相邻设置于基板110上的发光二极管122，这些发光二极管122具有两接脚123和124，以例如：焊接的方式连接于相对应的电极箔片上，借此与基板110表面的电路相互导通且达到固定。其中发光二极管122在本实施例中是以串接的形式形成于基板110上，而在其它实施例中，也可以并联的方式形成。透光罩130罩盖基板110，其为透明的材料所制成，可用以保护发光二极管122并让光线射出。两端盖140和142用以密封发光二极管灯管100，避免其中的基板110、发光模块120以及一散热平板150受外界的灰尘、水气侵蚀与损坏，并利用端子143和144插接固设于一日光灯座上。其中，为使得密封于发光二极管灯管100内的发光二极管122与外界供电线路耦接，可利用端子143和144将形成于基板110用以耦接各发光二极管122的线路引出。

图3A所示为根据本发明一实施例的分离式驱动电路概略图标。此分离式驱动电路200包括有一第一充放电电路210、一整流电路220和一第二充放电电路230。分离式驱动电路200由一交流电源(AC)驱动。而整流电路220可为半波整流电路或全波整流电路，于本实施例中，如图3B所示，为一全波整流电路，例如桥式整流电路(bridge rectifier)，用以将交流电源(AC)弦波输出的负输出部分转换成正输出。值得注意的是，本发明的发光二极管灯管100和驱动电路200当直接与交流市电耦接时，发光二极管灯管100内的发光二极管需为串接的形式，然而，在其它实施例中，亦可使用一变压器，将交流市电进行降压，借以驱动内为并联连接发光二极管的发光二极管灯管100。

而第一充放电电路210包括一第一电阻R₁和一第一电容C₁。在以调光器对发光二极管进行调光时，所谓调光器为TRIAC(TRIode for Alternating Current)或是SCR(Silicon Controlled Rectifier)，其可透过调整输入的交流电源的电流大小、电压大小、或是相位，以达到调整发光二极管发光亮度的目的。而根据发光二极管的物理特性，当外加的顺向电压大于切入电压时，会产生一大的瞬间电流，此大的瞬间电流，在对发光二极管以调光器进行调光时，会造成发光二极管瞬间点亮，而调光不易，因此，利用第一充放电电路210，让调光时外加的顺向电压通过此第一充放电电路210，对第一电容C₁进行充电，使得电压变化趋缓，避免瞬间点亮的情况发生。

此外，若使用调光器所调整的导通角度过小，则会因为所产生的调光信号的电流值过小，使得发光二极管灯管100接收到低于其工作电流或刚好于其工作临界值的调光信号，此不稳定的调光信号会使得发光二极管灯管100内的发光二极管产生闪烁或是无法点亮的状况。因此本发明利用一包括一第二电阻R₂和一第二电容C₂的第二放电电路210，让调光信号对第二电容C₂进行充电，使得电压变化稳定，避免发光二极管产生闪烁或是无法点亮的状况。在一实施例中，本发明分离式驱动电路的电子组件组成精简，且是以表面粘着组件(surface mounted device，SMD)的方式进行设计。由于电子产品追求小型化，以前使用的穿孔插件组件已无法缩小，因此可利用表面粘着科技(Surface MountTechnology，SMT)将电子组件如电阻、电容、晶体管、集成电路等等安装到印刷电路板(Print Circuit Board)，并通过焊接形成电子成品，因此其尺寸可大幅降低，以形成可容置于传统启动器外壳内的驱动电路。

依此，使用本发明的分离式驱动电路200至少具有下述优点：1.使发光二极管模块易于调光。2.降低电路设计与生产及维修费用，进而减少耗材的损耗。3.缩小电路设计空间，减少不必要的空间，使发光二极管模块设计朝向轻薄短小的方向迈进。

以下，为本案分离式驱动电路200驱动一发光二极管模块的实施例，然本发明的应用不以此实施例为限。此发光二极管模块包括多个串联的发光二极管。其中串联发光二极管数量必须使启动电源大于110/220V。如以一1颗启动电源为3.3V的发光二极管，串联40颗后，其电压为132V，因此可应用于110V的启动电源中。换言之，在此设计下，本发明驱动电路并不需要一转换器进行启动电源的转换，因此在电路尺寸上可大为缩小，且电路制造费用更是便宜。综上所述，本发明通过分离式驱动电路设计，使得二极管灯管可直接插接于传统的日光灯座上，且该驱动电路外壳也可配合设计成传统启动器的大小，也可直接插接于传统日光灯座上的启动器位置。因此并不需要搭配特定设计的灯座，可完全使用传统的日光灯座，可大幅节省换装成本，提升消费者的换装意愿。此外，本发明分离式驱动电路设计，通过两充放电电路，让输入的调光信号通过第一充放电电路，使得电压变化趋缓，避免瞬间点亮的情况发生，另一方面，也通过第二充放电电路，稳定调光信号的电压变化，避免发光二极管产生闪烁或是无法点亮的状况。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种变动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种照明系统，其特征在于，应用在一灯座上，其中该灯座具有一启动器插槽，至少包括：

一透光管体；

一发光模块，位于该透光管体内，其中该发光模块包括一基板，其上形成有多个串联的发光二极管；

两端盖，位于该透光管体的两端，用以密封该透光管体；以及

一驱动电路，位于该透光管体外，与该发光模块耦接，用以驱动该发光模块，其中该驱动电路是容置于此启动器插槽中并与一外接电源连接。

2.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，该驱动电路具有一圆筒型外壳，该圆筒型外壳可容置于该启动器插槽中。

3.根据权利要求2所述的照明系统，其特征在于，还包括一印刷电路板位于该圆筒型外壳中，其中该驱动电路形成于该印刷电路板上。

4.根据权利要求3所述的照明系统，其特征在于，还包括两引脚，从该印刷电路板延伸出并凸出于该圆筒型外壳之外，其中当该圆筒型外壳容置于该启动器插槽中时，该驱动电路透过该两引脚连接该启动器插槽。

5.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，该驱动电路还包括：

一第一充放电电路，耦接一外接电源；

一整流电路，耦接该第一充放电电路：以及

一第二充放电电路，耦接该第一充放电电路。

6.根据权利要求5所述的照明系统，其特征在于，该整流电路为一桥式整流电路。

7.根据权利要求5所述的照明系统，其特征在于，该整流电路包括一第一输入端、一第二输入端、一第三输出端与一第四输出端。

8.根据权利要求7所述的照明系统，其特征在于，该第一充放电电路包括一串接的一第一电阻与一第一电容，其中该第一电容包括一第一接点与一第二接点，该第一接点耦接该第一电阻与该整流电路的该第一输入端，而该第二接点耦接该整流电路的该第二输入端。

9.根据权利要求8所述的照明系统，其特征在于，该第二充放电电路包括一串接的一第二电阻与一第二电容，其中该第二电容包括一第一接点与一第二接点，该第一接点耦接该第二电阻与该整流电路的该第三输出端，而该第二接点耦接该整流电路的该第四输出端。

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