CN104006309A - 可相容于具有预热电流的电子安定器的led灯管 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可相容于具有预热电流的电子安定器的LED灯管，LED灯管包含有二预热电流控制单元、二交直流整流电路及至少一LED灯串。该二预热电流单元分别连接灯管的第一及第二电极端，各预热电流控制单元包含有一整流电路及一可变负载电路；该整流电路连接至对应第一或第二电极端；该可变负载电路包含有一电阻性负载及一控制电路，该电阻性负载通过该控制电路串接于该整流电路的直流输出端，由该控制电路调整该电阻性负载的阻抗。该二交直流整流电路，其输入端分别连接于第一及第二电极端的各一电极；该至少一LED灯串，其两端连接至该二交直流整流电路的直流输出端；其中各LED灯串是由多个LED元件串接而成。

Description

可相容于具有预热电流的电子安定器的LED灯管

技术领域

本发明涉及一种LED灯管，尤其涉及一种可相容于具有预热电流的电子安定器的LED灯管。

背景技术

请参阅图2所示传统日光灯管50的电路方框图，该传统日光灯管50为一种气体放电型光源，因此在发光前必须先加热设置于灯管51内的灯丝52使管内气体电离化。

一般来说，传统日光灯管50包含有一第一电极端L及一第二电极端N，分别设置于传统日光灯管50左右两端，并电连接至该电子安定器60的交流电源输出端子，该第一电极端L具有两电极L1及L2，该第二电极端N具有两电极N1及N2；两灯丝52设置于灯管51内并分别串联于该电极L1、L2及该电极N1、N2之间；在该传统日光灯管50作用时，若采用快速启动型(Rapid start)或是程序启动型(Program Start)电子安定器会分别提供该第一电极端L及一第二电极端N上一预热电流，该预热电流会流经设置于灯管51中的灯丝52并该加热灯丝，使管内气体电离化后，该传统日光灯管50即可发光。

现今LED灯管为了匹配常用的传统灯座而大多保留既有灯管51的设计，意即保留该灯管51两端的第一电极端L及一第二电极端N，并以第一电极端L及一第二电极端N分别连接至该LED灯管作为光源的LED元件的两端作为电源，然而该LED灯管并不具有灯丝52，意即该第一电极端L的电极L1、L2及该第二电极端N的电极N1、N2之间皆无阻抗(灯丝52)连接，因此，若直接将LED灯管插设至使用快速启动型(Rapid start)或是程序启动型(ProgramStart)电子安定器，则会于电源开启后，由电子安定器分别提供电极L1、L2及该电极N1、N2一短路电流，该短路电流会损坏电子安定器60及LED灯管，影响电子安定器60及LED灯管的使用寿命。

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，本发明主要目的在于提供一种可相容于具有预热电流的电子安定器的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：

二预热电流控制单元，分别连接灯管的第一及第二电极端，其中各预热电流控制单元包含有：

一整流电路，包含有多个整流二极管，各整流二极管的恢复时间小于2.5us；该整流电路连接至对应第一或第二电极端；及

一可变负载电路，包含有一电阻性负载及一控制电路，该电阻性负载通过该控制电路串接于该整流电路的直流输出端，由该控制电路调整该电阻性负载的阻抗；

二交直流整流电路，包含有多个整流二极管，各整流二极管的恢复时间小于2.5us；该二交直流整流电路其输入端分别连接于第一及第二电极端的各一电极；及

至少一LED灯串，其两端连接至该二交直流整流电路的直流输出端；其中各LED灯串由多个LED元件串接而成。

使用者将本发明LED灯管插设于传统灯座并启动电源，藉由该预热电流单元的设计，令具预热电流的电子安定器会视该预热电流单元为灯丝，即由该预热电流单元模拟灯丝，顺利让电子安定器的预热电流流经电极端的预热电流单元；因此，该电流会受到该预热电流单元的限制，使该两电极之间不会产生短路现象，造成该电流过大而损害该电子安定器及该灯管。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1A本发明可相容于具有预热电流的电子安定器的LED灯管第一较佳实例的电路方框图；

图1B本发明可相容于具有预热电流的电子安定器的LED灯管第二较佳实例的电路方框图；

图2既有的传统日光灯管的电路方框图。

其中，附图标记

10电子安定器             20预热电流单元

21整流电路               22整流二极管

23可变负载电路           23’可变负载电路

24电阻                   24’第一电阻

25控制电路               25’第二电阻

26压控晶体管             26’控制电路

27控制器                 27’压控晶体管

28’控制器               30交直流整流电路

31整流二极管             40LED灯串

41LED元件                42电容

50日光灯管               51灯管

52灯丝                   60电子安定器

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

请参阅图1A所示为本发明LED灯管第一较佳实施例的电路方框图，其中电子安定器10其输入端连接至市电的交流电源(60Hz)，该电子安定器10具有四交流输出端并分别连接至灯管两端的第一电极端L的电极L1、L2及第二电极端N的电极N1、N2，该电极L1、L2、N1及N2电连接至本发明LED灯管。

本发明LED灯管第一较佳实施例包括有二预热电流控制单元20、二交直流整流电路30及一LED灯串40。

该二预热电流控制单元20分别连接灯管的第一电极端L及第二电极端N，其中各预热电流控制单元20包含有一整流电路21及一可变负载电路23。

上述整流电路21包含有多个整流二极管22所构成的全桥电路，各整流二极管22的恢复时间小于2.5us即以电子安定器10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；该整流电路21其交流输入端连接至对应第一电极端L或第二电极端N。

上述可变负载电路23，包含有一电阻24及一控制电路25，该控制电路25具有一压控晶体管26及一控制器27，该压控晶体管26与该电阻24串接于该整流电路21的直流输出端；该控制器27连接至该压控晶体管26的控制端，以输出不同驱动电压，又该控制器27内建有一高低阻抗切换模式，以调整该电子安定器10输出端的负载的不同阻抗。由于电子安定器10启动瞬间，其输出端会输出交流电源，使灯管的同一电极端的两电极之间产生压差，使灯管的同一电极端于其两电极之间产生预热电流，此时本发明预热电流控制单元20的整流电路21会同时输出一直流电源，由该控制器27检知后的执行该高低阻抗切换模式，即于该整流电路21输出有直流电源时，输出驱动电压使压控晶体管26导通，令各电极端的两电极之间通过其电阻24及导通的压控晶体管26产生预热电流，而该控制器27可于该整流电路21停止输出直流电源时，调低输出至该压控晶体管26的驱动电压，以调高连接至各电极端的两电极之间的阻抗。又，该控制器27可进一步预设一切换时间，该控制器27于驱动该压控晶体管26导通即开始计时该切换时间，于切换时间到达时，即调低驱动电压，如此即可搭配既有计时预热电流式的电子安定器，意即该电子安定器10于启动时即计时一预热时间，待预热时间到达时即不对同一电极对的两电极输出交流电源，如此该控制器27的切换时间设定为该电子安定器10的预热时间，则可同时于电子安定器10停止对同一电极对的两电极输出交流电源时，调低驱动电压，使同一电极对的两电极之间串接高阻抗负载。

上述二交直流整流电路30包含有多个整流二极管31所构成的全桥电路，各整流二极管31的恢复时间小于2.5us；该二交直流整流电路31其输入端分别连接于第一电极端L及第二电极端N的各一电极。

上述LED灯串40的两端连接至该交直流电路30的输出端；该LED灯串40是由多个LED元件41串接而成；并可于该LED灯串40两端并联一电容42，该电容42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LED灯串40释放其蓄积电量，以解决该LED灯串40点亮时的闪频现象；一般而言，此频闪的频率甚高（20KHZ-40KHz），若加上该电容42后可将的完全消除；该电容42较佳的电容量在1uF-20uF之间，因为电子安定器10的频率甚高，故电容值不需要太大。

请参阅图1B所示本发明LED灯管第二较佳实施例包括有二预热电流控制单元20、二交直流整流电路30及一LED灯串40。

该二预热电流控制单元20，分别连接灯管的第一电极端L及第二电极端N，其中各预热电流控制单元20包含有一整流电路21及一可变负载电路23’。

上述整流电路21，包含有多个整流二极管22，各整流二极管22的恢复时间小于2.5us即以电子安定器10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；该整流电路21其交流输入端是连接至对应第一电极端L或第二电极端N。

上述可变负载电路23’，包含有一第一电阻24’、一第二电阻25’及一控制电路26’，该第一电阻24’的阻抗值小于该第二电阻的阻抗值；该控制电路26’具有二压控晶体管27’及一控制器28’；该二压控晶体管27’分别与该第一电阻24’及第二电阻25’连接于该整流电路21的直流输出端；该控制器28’其二输出端分别连接至该二压控晶体管27’的控制端，以输出驱动电压至该压控晶体管27’的控制端，又该控制器28’内建有一高低阻抗切换模式，以调整该电子安定器10输出端的负载的不同阻抗。由于电子安定器10启动瞬间，其输出端会输出交流电源，使灯管的同一电极端的两电极之间产生压差，使灯管的同一电极端于其两电极之间产生预热电流，此时本发明预热电流控制单元20的整流电路21会同时输出一直流电源，由该控制器28’检知后的执行该高低阻抗切换模式。即于该整流电路21输出有直流电源时，输出驱动电压使与该第一电阻24’串接的压控晶体管27’导通，令各电极端的两电极之间通过其第一电阻24’及导通的压控晶体管27’产生预热电流，而该控制器27可于该整流电路21停止输出直流电源时，停止输出驱动电压至与该第一电阻24’串接的压控晶体管27’，而改为输出驱动电压至与该较高阻抗值的第二电阻25’串接的压控晶体管27’，以调高连接至各电极端的两电极之间的阻抗。又，该控制器28’可进一步预设一切换时间，该控制器28’于驱动与该第一电阻24’串接的压控晶体管27’导通即开始计时该切换时间，于切换时间到达时，停止输出驱动电压至与该第一电阻24’串接的压控晶体管27’，而改为输出驱动电压至该与第二电阻25’串接的压控晶体管27’，如此即可搭配既有计时预热电流式的电子安定器，意即该电子安定器10是于启动时即计时一预热时间，待预热时间到达时即不对同一电极对的两电极输出交流电源，如此该控制器28’的切换时间设定为该电子安定器10的预热时间，则可同时于电子安定器10停止对同一电极对的两电极输出交流电源时，停止输出驱动电压至与该第一电阻24’串接的压控晶体管27’，而改为输出驱动电压至该与较高阻抗值的第二电阻25’串接的压控晶体管27’使其导通，使同一电极对的两电极之间串接高阻抗负载。

该二交直流整流电路30，包含有多个整流二极管31所构成的全桥电路，各整流二极管31的恢复时间小于2.5us；该二交直流整流电路31其输入端分别连接于第一电极端L及第二电极端N的各一电极；及

该LED灯串40的两端连接至该交直流电路30的输出端；该LED灯串40是由多个LED元件41串接而成；并可于该LED灯串40两端并联一电容42，该电容42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LED灯串40释放其蓄积电量，以解决该LED灯串40点亮时的闪频现象；一般而言，此频闪的频率甚高（20KHZ-40KHz），若加上该电容42后可将的完全消除；该电容42较佳的电容量在1uF-20uF之间，因为电子安定器10的频率甚高，故电容值不需要太大。

综上所述，本发明LED灯管第二实施例其原理是与第一实施例大致相同，均以该可变负载电路23、23’来模拟传统灯管中的灯丝，再配合该至少一LED灯串40，使灯管的各电极L1、L2、N1及N2之间具有阻抗，均能有效防止灯管的各电极L1、L2、N1及N2之间产生短路电流，损坏该电子安定器10及LED灯管，并兼具整流效果。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种可相容于具有预热电流的电子安定器的LED灯管，其特征在于，包含有：

二预热电流控制单元，分别连接灯管的第一及第二电极端，其中各预热电流控制单元包含有：

一整流电路，包含有多个整流二极管，各整流二极管的恢复时间小于2.5us；该整流电路连接至对应第一或第二电极端；及

一可变负载电路，包含有一电阻性负载及一控制电路，该电阻性负载通过该控制电路串接于该整流电路的直流输出端，由该控制电路调整该电阻性负载的阻抗；

二交直流整流电路，其输入端分别连接于第一及第二电极端的各一电极；该二交直流整流电路包含有多个整流二极管，各整流二极管的恢复时间小于2.5us；及

至少一LED灯串，其两端连接至该二交直流整流电路的直流输出端；其中各LED灯串由多个LED元件串接而成。

2.根据权利要求1所述的可相容于具有预热电流的电子安定器的LED灯管，其特征在于，

该电阻性负载系为一电阻；及

该控制电路，系包含有：

一压控晶体管，系与该电阻串接于该整流电路的直流输出端；及

一控制器，系连接至该压控晶体管的控制端，以输出不同驱动电压，又该控制器系内建有一高低阻抗切换模式，其中该高低阻抗切换模式系于该整流电路输出有直流电源时输出低驱动电压，而于该整流电路未输出有直流电源时输出高驱动电压。

3.根据权利要求1所述的可相容于具有预热电流的电子安定器的LED灯管，其特征在于，

该电阻性负载包含第一电阻第一电阻第二电阻一第一电阻及一第二电阻，其中第一电阻的电阻值小于第二电阻的电阻值；及

该控制电路，包含有：

二压控晶体管，分别与该二第一电阻第二电阻串接于该整流电路的直流输出端；及

一控制器，其二输出端分别连接至该二压控晶体管的控制端，又该控制器内建有一高低阻抗切换模式，其中该高低阻抗切换模式于该整流电路输出有直流电源时，输出驱动电压使连接于该第二电阻的压控晶体管导通，而于该整流电路未输出有直流电源时输出驱动电压给与第一电阻串接的压控晶体管导通。

4.根据权利要求2所述的可相容于具有预热电流的电子安定器的LED灯管，其特征在于，该控制器进一步预设一切换时间，该控制器于驱动该压控晶体管导通即开始计时该切换时间，于切换时间到达时，即调低驱动电压。

5.根据权利要求3所述的可相容于具有预热电流的电子安定器的LED灯管，其特征在于，该控制器进一步预设一切换时间，该控制器于驱动与该第一电阻串接的压控晶体管导通即开始计时该切换时间，于切换时间到达时，停止输出驱动电压至与该第一电阻串接的压控晶体管，而改为输出驱动电压至该与第二电阻串接的压控晶体管。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的可相容于具有预热电流的电子安定器的LED灯管，各整流二极管的恢复时间小于1us或为0.2us。

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的可相容于具有预热电流的电子安定器的LED灯管，其特征在于，该至少一LED灯串两端并联一电容。

8.根据权利要求6所述的可相容于具有预热电流的电子安定器的LED灯管，其特征在于，该至少一LED灯串两端并联一电容。

9.根据权利要求2或3所述的可相容于具有预热电流的电子安定器的LED灯管，其特征在于，该压控晶体管为金氧半场效应晶体管或双极结型晶体管。

10.根据权利要求8所述的可相容于具有预热电流的电子安定器的LED灯管，其特征在于，该压控晶体管为金氧半场效应晶体管或双极结型晶体管。