CN103867950A - 可相容于电子安定器的led灯管 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可相容于电子安定器的LED灯管，其包含有一波形转换电路及至少一LED灯串，其中该波形转换电路直接连接至一电子安定器，并且使用恢复时间小于2.5us以下的整流二极管，而该至少一灯串也同样使用多个具有恢复时间小于2.5us以下的LED元件；当该灯座的电源开关开启时，电子安定器会视该波形转换电路及至少一LED灯串为低阻抗负载而不输出高压的启动电压；又，本发明的波形转换电路及灯串均使用恢复时间短的元件，足以匹配20KHz～40KHz的高频交流电源，避免高频交流电源而烧毁。

Description

可相容于电子安定器的LED灯管
技术领域
本发明关于一种LED灯管，尤指一种可相容于电子安定器的LED灯管。
背景技术
一般灯座为点亮传统日光灯管，如T5或T8灯管，灯座上会设有启动器搭配传统安定器或直接使用电子安定器而无须启动器。由于传统灯管必须高压启动才能顺利启动，故不论是传统安定器或是电子安定器均会在交流电源开启瞬间启动输出电压高达1000V以上的启动电压；正因如此，目前LED灯管在插入灯座时，必须将安定器与灯座的接线剪掉，再配接交流电源接线才能正常启动；倘若插入前未剪断启动器或电子安定器的接线，LED灯管将会因启动电压的电压过大而烧毁，如图5所示，以一线性LED灯管为例，其包含有一桥式电路50及一LED单元，该LED单元60包含有一灯串61、一驱动开关621及一驱动电路62，且一般采用110V或220V恒定电压的交流电源(60Hz)，当交流开关12开启时，110V恒定电压的交流电源(60Hz)输入后，驱动电路62才软启动(Soft start)，意即该驱动电路62会慢慢控制该开关621从完全关闭，渐渐的打开，最后才达到额定的电流使LED灯串61点亮。诚如图5所示，若将该桥式电路50直接连接至一电子安定器11，则于电源开关12开启瞬间，因所使用的整流二极管51的恢复时间过慢，或驱动电路62尚未令开关621导通而呈断路，故电子安定器11会视该LED灯管为高阻抗负载，进而输出高压交流电源，使得LED灯管烧毁。
再者，目前亦有不少灯座使用电子安定器，以提供传统灯管一高频交流电源，改善启动器的异音、闪烁以及传统灯管使用寿命低的缺陷；然而，正因电子安定器输出高频交流电源，令采用桥式整流器的LED灯管一样被烧毁；主要原因在于一般桥式整流器使用的低速整流二极管仅适用于如60Hz低频交流电源，但对于高达至少20KHz以上的高频交流电源，由于其电压恢复时间较长，使用于高频交流电源中仍会被烧毁。除此之外，当电子安定器先以高压高频交流电源启动传统灯管点亮后，因灯管转呈低阻抗，故电子安定器输出交流电源的电流即为恒定电流，以驱动低阻抗的灯管；然而，因为LED灯管的驱动电路一般依据交流市电电源所设计，该交流市电电源具有恒定110V或220V电压，故并无法转换电子安定器所输出的恒定电流的交流电源为LED灯管的驱动电源。
因此，目前LED管灯不论是交换式LED灯管型式或是线性LED灯管型式，除非针对电子安定器输出交流电源特性增加电源保护电路或转换电路，否则无法直接插入灯座中使用；而此也正是目前LED灯管尚无法普及化的其中一因素，有必要进一步改良之。
发明内容
有鉴于上述LED灯管无法直接使用电子安定器的技术缺陷，本发明主要目的是提供一种可相容于电子安定器的LED灯管。
欲达上述目的所使用的主要技术手段是令该LED灯管包含有一透光管、一LED灯条及二电插头；其中该LED灯条插入透光管内并固定之，二电插头盖合于该透光管二侧开口，并与该LED灯条电连接，其中该LED灯条上进一步包含有：
至少一波形转换电路，其包含多个整流二极管，各整流二极管的恢复时间小于2.5us，以直接连接电子安定器的交电源输出端子；及
至少一LED灯串，连接至该波形转换电路的输出端，又各LED灯串由多个LED元件串接而成。
上述本发明的LED灯管除波形转换电路外，不再需要其它驱动电路，而直接插设至具有电子安定器的灯座中，直接将具有高功因、高效率及全电压等特性的电子安定器作为LED灯管的前置驱动电路，故使用者于更换传统灯管为LED灯管时，不必再剪断灯座与电子安定器的接线，而且当电源开关开启时，由于LED灯串串接于波形转换电路的电源回路上，该电子安定器视该波形转换电路及LED灯串为低阻抗负载，而不会输出高压交流电源；再者，配合高速桥式具有快速的恢复时间特性，将电子安定器输出高频电源的恒定电流，加以转换为LED灯串可直接使用的直流电源，确实可直接使用电子安定器输出的高频电源，且亦可避免电子安定所输出高交流电源烧毁。
附图说明
图1为本发明LED灯管及传统灯座的分解图。
图2为本发明LED灯管第一较佳实例的电路方块图。
图3为本发明LED灯管第二较佳实例的电路方块图。
图4为本发明LED灯管第三较佳实例的电路方块图。
图5为既有一线性LED灯管连接电子安定器的电路方块图。
其中，附图标记：
10   灯座          11   电子安定器
12   电源开关      20   LED灯管
21   透光管        22   LED灯条
23   电插头        30、30’ 波形转换电路
301  整流二极管    302  第一灯串
303  第一灯串      31   LED灯串
311  LED元件       32   电容
50   全桥电路      51   整流二极管
60   LED单元       61   LED灯串
62   驱动开关      621  开关
具体实施方式
首先请参阅图1所示，为本发明LED灯管20设置于灯座10的分解图，其中该灯座10上设有电子安定器11，该电子安定器11透过一电源开关12连接至市电的交流电源(60Hz)，并于电源开关12启动后，与本发明该LED灯管20构成电源回路，而使LED灯管20点亮。其中该LED灯管20包含有一透光管21、一LED灯条22及二电插头23；其中该LED灯条22插入透光管21内并固定之，二电插头23盖合于该透光管21二侧开口，并与该LED灯条22电连接，以供插设至该灯座10之用。
以下请进一步配合图2所示该LED灯条22的电路方块图，说明本发明LED灯管20第一较佳实施例可顺利插入具有电子安定器11灯座10的启动过程，其中该LED灯条22上进一步包含有：
一波形转换电路30，电连接至该电插头23，并包含多个整流二极管301，各整流二极管301的恢复时间小于2.5us，即以电子安定器为40KHz为基础，并取其周期的1/10，以防止过热，较佳者为1us以下或0.2us；该波形转换电路30可为半桥电路或全桥电路；及
至少一LED灯串31，连接至该波形转换电路30的输出端。
由于二电插头23分别包含有一第一电极端L1/L2及第二电极端N1/N2，故本实施例的二电插头23的第一电极端L1/L2共同连接后，再连接至该波形转换电路30，而第二电极端N1/N2亦共同连接后再连接至该波形转换电路30。此外，上述波形转换电路30的输出端可进一步再并联一电容32，该电容32在交流电源由低压升高至峰值电压期间进行充电，而于交流电源自峰值电压下降至低压时对该至少一灯串31释放其蓄积电量，以解决灯串31点亮时的闪频现象；一般而言，此频闪的频率甚高（20KHz-40KHz），若加上此一电容后可将之完全消除；此电容较佳的电容量在1uF-20uF之间，因为电子安定器的频率甚高，故电容值不需要太大。
请参阅图1及图3所示，为本发明LED灯管20第二较佳实施例，其中该LED灯管20同样插入至具有电子安定器11灯座10中，与第一较佳实施例不同处在于该LED灯管20再包含有另一组波形转换电路30，也就是共计包含有二组波形转换电路30，其中一组波形转换电路30与该LED灯管20的其中一电插头23的第一电极端L1，及另一电插头的第二电极端N1连接，而另一组波形转换电路30与该LED灯管20的其中一电插头23的第一电极端L2，及第另一电插头23的第二电极端N2连接。
请参阅图4所示，为本发明LED灯管20第三较佳实施例，其中该LED灯管20同样插入至具有电子安定器11灯座10中；于本实施例中，该波形转换电路30’包含第一灯串302及第二灯串303，其中该第二灯串303反向并联于该第一灯串302。其中该第一灯串302由多个第一LED元件串接而成，并排列于该LED灯条22上；而该第二灯串303由多个第二LED元件串接而成，并排列于该LED灯条22上。一般来说LED元件的恢复时间均小于2.5us。因此，本实施例直接以LED元件构成波形转换电路，即可随着高频交流电源点亮，因此本实施例较第一实施例来说，即整并第一实施例的波形转换电路30及LED灯串31于本实施例的可发光波形转换电路30’。
上述三个较佳实施例的灯串数量以及各灯串的LED元件数量可依据LED灯管瓦数来决定之，即可以W=I×VF公式计算之；其中：
I：为电子安定器的额定输出电流值，不同厂牌和不同瓦数的输出电流值略为不同。
VF：为所有串联LED元件的总电压降。
因此，LED灯管于设计时，倘若单一LED无法承受电子安定器所输出的电流，则需将多串的LED并联以达到LED可容许的电流值；再者，因为LED灯管的瓦数是由LED元件串接数量来决定，故可根据需要而调整输出瓦数。例如，为制作一只40W的LED灯管，其电子安定器输出的电流为250mA，即调整LED元件的串接数量，使该LED灯管的VF＝80V，以产生20W的LED灯管，如此该LED灯管的亮度即与40W的日光灯管相当。若调整VF＝160V则可产生40W的LED灯管，相对于VF＝80V的LED灯管具有双倍亮度。依此类推，当VF＝120V，则可生产30W的LED灯管。
当电源开关12启动时，低频的市电交流电源会输入至该电子安定器11，由于该至少一灯串31直接串接于波形转换电路30、30’上，故波形转换电路30、30’及至少一灯串31即为该电子安定器11的低阻抗负载，该电子安定器11不会输出高压交流电源；再者，由于该波形转换电路30、30’于第一及第三较佳实施例使用具有快速恢复时间的整流二极管301或LED元件，故可匹配电子安定器11的高频交流电源，而不会烧毁。
综上所述，本发明LED灯管可直接使用灯座上的电子安定器而不会毁损，因此电子安定器即为该LED灯管的前置驱动电路，加上该电子安定器具有高功因、高效率及全电压等特性，故使得LED灯管的整体发光效率提升，相对地本发明LED灯管的结构只包含有高速挢式电路，故结构简化、成本降低；是以，本发明的LED灯管确实可以解决传统灯座上设置电子安定器带来的问题，而能相容于此一灯座上，对使用者来说采用LED灯管即如更换传统灯管般容易，不必另外剪断灯座上启动器或电子安定器的接线，再重新配市电交流电源线；如此，本发明LED灯管有助于LED灯管的推广使用。

Claims (11)

1.一种可相容于电子安定器的LED灯管，包含有一透光管、一LED灯条及二电插头；其中该LED灯条插入并固定于该透光管内，该二电插头分别盖合于该透光管二侧开口，并与该LED灯条电连接，其中该LED灯条上进一步包含有：
至少一波形转换电路，透过该电插头连接至一电子安定器，且包含多个整流二极管，各整流二极管的恢复时间小于2.5us以下；及
至少一LED灯串，串接于该波形转换电路的输出端，以其输出的弦波直流电源加以驱动，又各LED单元由多个LED元件串接而成。
2.如权利要求1所述的LED灯管，其特征在于，该波形转换电路为全桥电路或半桥电路。
3.如权利要求1或2所述的LED灯管，其特征在于，该波形转换电路的输出端并联一电容。
4.如权利要求1或2所述的LED灯管，其特征在于，各整流二极管的恢复时间小于1us或为0.2us。
5.如权利要求3所述的LED灯管，其特征在于，各整流二极管的恢复时间小于1us或为0.2us。
6.如权利要求4所述的LED灯管，其特征在于，包含一组波形转换电路，该二电接头的第一及第二电极端共同连接至该波形转换电路。
7.如权利要求5所述的LED灯管，其特征在于，包含一组波形转换电路，该二电接头的第一及第二电极端共同连接至该波形转换电路。
8.如权利要求4所述的LED灯管，其特征在于，包含二组波形转换电路，其中第一组波形转换电路连接至二电接头的其中一第一及第二电极端，而第二组波形转换电路则连接至二电接头的另一第一及第二电极端。
9.如权利要求5所述的LED灯管，其特征在于，包含二组波形转换电路，其中第一组波形转换电路连接至二电接头的其中一第一及第二电极端，而第二组波形转换电路则连接至二电接头的另一第一及第二电极端。
10.一种可相容于电子安定器的LED灯管，包含有一透光管、一LED灯条及二电插头；其中该LED灯条插入并固定于该透光管内，该二电插头分别盖合于该透光管二侧开口，并与该LED灯条电连接，其中该LED灯条上进一步包含有：
一波形转换电路，透过该电插头连接至一电子安定器，其包含有一第一灯串及一第二灯串，该第二灯串反向并联至该第一灯串，其中第一灯串由多个第一LED元件串接而成，并排列于该LED灯条上，该第二灯串则由多个第二LED元件串接而成，并排列于该LED灯条上。
11.如权利要求10所述的LED灯管，其特征在于，该二电接头的第一及第二电极端共同连接至该波形转换电路。
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