CN104125685A - 改型灯 - Google Patents

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Abstract

一种具有至少一个多个LED的串联电路的改型灯，包括电路装置，具有带有第一和第二连接极的第一接口；带有第三和第四连接极的第二接口；输入端与第一接口联接的整流器，整流器的输出端包括第一和第二整流器输出接口；至少一个多个LED的串联电路联接在第一和第二整流器输出接口之间；其中击穿装置联接在第三和第四连接极之间，击穿装置有下述特性：击穿装置不导通直至达到在运行时通过击穿装置下降的电压的能预定的第一阈值；当超过能预定的第一阈值时导通击穿装置；只要供给击穿装置超过能预定的第二阈值的电流则击穿装置保持导通；当电流低于能预定的第二阈值，不导通击穿装置；且在导通状态击穿装置具有低于能预定的第三阈值的流通电压。

Description

改型灯
技术领域
本发明涉及一种具有至少一个多个LED的串联电路的改型灯，其包括电路装置，该电路装置具有：带有第一和第二连接极的第一接口；带有第三和第四连接极的第二接口；整流器，该整流器的输入端与第一接口联接，整流器的输出端包括第一和第二整流器输出接口；其中具有至少一个多个LED的串联电路联接在第一和第二整流器输出接口之间。
背景技术
已知了一种称为改型灯的尤其以棒形的形式、例如“T5”或“T8”、长度为59，120或150cm的作为荧光灯的LED替代产品。作为荧光灯的替代品的从两侧旋入灯座的改型灯的标准记入IEC62776的标准中。在此特别是在从灯的一侧到灯的另一侧的试验电压方面规定了非常高的要求也就是说该试验电压为4*U+2000V，其中U是工作电压，这样得出工作电压为240V2960V。因此在发光装置中一侧使用的改型灯中自身在以大约为3000V AC的电压施加时，不允许在未使用改型灯的一侧发生击穿。为了能够遵守这个规定，在已知的改型灯中这样来实施，即该改型灯只在一侧具有其电接口，而另一侧仅仅使电流形成回路，确切地如启动器，该启动器由替代启动器(Ersatzstarter)来代替，该替代启动器在电气上是短路的情况。
在改型灯的内部构造中为此负责，即在承载LED的电路板和用于驱动LED的电子部件之间保持足够的爬电路径和空间间隙，以便能够保持试验电压为至少3000V AC的上述的耐压强度，该电子部件一方面与第一接口联接，另一方面与第二接口联接。
在迄今为止的情况，在这种已知的改型灯运行时，在不同的镇流器上有时出现损坏，甚至镇流器出现故障。
发明内容
本发明的目的在于，这样改进这种改型灯，即一方面能够减少损坏的危险或用于驱动这种改型灯的镇流器发生的故障，另一方面能够实现改型灯的可靠的运行。
该目的通过具有权利要求1的特征的改型灯来实现。
本发明的认识在于，在运行时由现有技术已知的改型灯损坏的或毁坏的镇流器具有结构上的相似性。在此涉及一种镇流器，该镇流器为了加热灯丝变压地提供用于灯丝的电压，例如是所谓的快速启动镇流器该快速启动镇流器主要在具有低电网电压的国家例如美国和日本得到推广。如果在这种镇流器上驱动LED改型灯并且LED改型灯在一侧上具有用于导通电流的短路情况，那么该短路情况使变压的灯丝加热器过载并且损坏变压器，因为变压器线圈设计在荧光灯的灯丝电阻上，该荧光灯由改型灯替代。
此外要考虑的是，即上述的IEC62776标准包括要求，即在加热电压为3.6V时，流过灯丝加热器的电流必须小于0.51A。如果短路跨接线用于形成回路，那么短路电流是明显更高的。如果为了避免镇流器的损坏或毁坏将保险丝串联地加入短路跨接线中，该保险丝这样来设计，即该保险丝在用于将电能通过第一接口供给上述电子部件的电流正常形成回路时不会熔断而在变压器过热前，在具有变压器加热的快速启动镇流器或镇流器(主要是能调光的镇流器)运行时可靠地熔断，然而得出下述缺点：一方面改型灯由于保险丝的作用而毁坏，虽然这原则上在非常规的使用下是允许的，但是使最终用户感到失望。另一方面特别困难的是，最佳地设计保险丝，因为在正常的工作电流和具有未知的内阻和尽可能长的、欧姆值不是很低的馈线的加热变压器的短路电流之间的差值不是很大。所以保险丝的熔断值非常接近于正常的工作电流，由此降低了可靠性。就这方面来说上述目的通过使用保险丝不能令人满意地实现。
所以本发明进行这种方法，即击穿装置联接在第三和第四连接极之间，该击穿装置具有下述特性：击穿装置不导通，直至达到在运行时通过击穿装置下降的电压的能预定的第一阈值。如果超过能预定的第一阈值时，则导通击穿装置。只要为击穿装置供给超过能预定的第二阈值的电流，则击穿装置保持导通。一旦电流低于能预定的第二阈值时，则不再导通击穿装置。最后在导通状态中击穿装置具有流通电压，该流通电压低于能预定的第三阈值。
通过根据本发明的措施与借助保险丝的保护相比，改型灯在快速启动镇流器或具有变压的灯丝加热器的其他传统的镇流器(KVG)错误运行时不是不能使用的。更确切地说，一方面为将改型灯用于发光装置中的用户提供保护，该保护使改型灯在错误联接到不是为此预定的镇流器时不是不能使用的，并且另一方面实现根据本发明的改型灯的可靠运行。
击穿装置特别优选地是Sidac(高压双向触发元件)或Triac(三端双向可控硅元件)。由此上述关于击穿装置的说明的特性可以特别简单地和成本低廉地在唯一的元件中实现。特别优选的Sidac型号如下：ShindengenZ314K1VZL09或K1VZL20。
可替换地也能够将Sidac等效电路(Sidac-Ersatzschaltung)选作击穿装置。Sidac等效电路优选地包括用于与第二接口的第三和第四连接极联接的第五和第六连接极；以全桥布置的第一、第二、第三和第四二极管，其中该第一和第二二极管的连接点是第一节点，并且该第三和第四二极管的连接点是第二节点；第一和第二电子开关，该第一和第二电子开关设计为互补的，并且分别包括控制电极、工作电极和参考电极；第一和第二欧姆电阻以及齐纳二极管(Zenerdiode)，其中第一电子开关的参考电极与第一节点联接，其中第一电子开关的控制电极一方面通过第一欧姆电阻与第一节点联接，并且另一方面与第二电子开关的工作电极联接，其中第二电子开关的参考电极与第二节点联接，其中第二电子开关的控制电极一方面通过第二欧姆电阻与第二节点联接，并且另一方面与第一电子开关的工作电极联接，其中齐纳二极管联接在第一电子开关的控制电极和第二电子开关的控制电极之间。Sidac等效电路具有的优点是可以专门地优化上述的阈值。
证明有利的是，能预定的第一阈值是在10V和50V之间，优选的是25V。因此确保不达到变压的灯丝加热器的击穿电压(测试电压3.6V)。
此外证明有利的是，能预定的第二阈值是在5mA和20mA之间，优选的是10mA。由此确保在断开电网电压之后不再导通击穿装置。
最后证明有利的是，能预定的第三阈值是尽可能低的，数值技术上能够达到在0.5V和2V之间。通过DIAC(双向二极晶闸管)不能满足这个标准，由此在击穿装置中转换为不期望的高损耗功率。长期地这个高损耗功率导致毁坏DIAC(双向二极晶闸管)。在作为有利给出的能预定的第三阈值时，相反在击穿装置变成导电状态之后在击穿装置中转换的功率最大是4W、优选地最大是1W。
基于上述选择的能预定的第一和第三阈值，击穿装置对LED的运行只有极小的影响，因为在电网电压中能预定的第一阈值极快被超过并且在断开击穿装置之后损失仅仅少量的用于运行LED的在击穿装置上的电压。
此外改型灯可以包括电容器，电容器联接在第一整流器输出接口和第二整流器输出接口之间。以这种方式可以进行滤波，以便以减少的电流波动将减少的电流波动供给LED。
其他优选的实施方式由从属权利要求中得出。
附图说明
下面现在参考附图详细说明本发明的实施例。附图示出：
图1是根据本发明的改型灯的第一实施例的示意性示图，该改型灯使用在具有传统的镇流器的示意性示出的发光装置中；以及
图2是在通过Sidac等效电路来实现击穿装置时的实施例示意性示图。
具体实施方式
图1为根据本发明的改型灯10的实施例的示意性示图，该改型灯与发光装置的传统的镇流器12联接。改型灯10优选地具有T5或T8壳体。镇流器12具有带有第一输入接口EV1和第二输入接口EV2的输入端，该输入端用于与电网电压UN联接。电网电压UN通常是在100V和240V之间并且具有在50HZ和60HZ之间的频率。KVG阻流圈L1在传统的镇流器12中设置用于限制电流，该阻流圈联接在输入接口EV1和第一连接极A1之间。补偿电容器CC联接在输入接口EV1和EV2之间，该补偿电容器用于补偿由KVG阻流圈L1引入这个系统中的电感元件并且因此用于补偿电感的无功功率。在第二连接极A2和第三连接极A3之间设置短路装置14，通过该短路装置替代原来在这个位置设置的启动器。第四连接极A4与第二输入接口EV2联接。四个连接极A1，A2，A3，A4同时是用于改型灯10的连接极，因此该改型灯替代原来设置用于以传统的镇流器12运行的荧光灯。
在改型灯10中设置多个LED，其中并联地连接分别具有多个LED的线路。在图1中所示的用于LED的驱动电子部件是非常简单的实施方式并且包括仅仅一个整流器16，用于对供给LED的电流滤波的电容器C1联接在该整流器的输出接口GA1和GA2之间。在输入侧整流器16与连接极A1和A2联接。当然可以替代这个简单的实施方式也可以设置非常复杂的驱动器，由此不涉及本发明的原理。
根据本发明Sidac18联接在第三连接极A3和第四连接极A4之间，该高压双向触发元件在施加在其上的电压的能预定的第一阈值之内时保持是高欧姆的、即不导通的，然而在超过这个能预定的第一阈值时是接通的、即导通的，并且在将电流供给该高压双向触发元件期间，该电流超过能预定的第二阈值时，则保持导通。而如果电流低于能预定的第二阈值时，不再导通Sidac18。在导通状态中该高压双向触发元件的流通电压低于能预定的第三阈值。
与DIAC(双向二极晶闸管)相反，Sidac在接通状态中具有仅仅一个小的流通电压、主要在0.5V至2V的区域内，由此使流通损耗保持很低。能预定的第一阈值是在10V和50V之间，优选地是25V，而能预定的第二阈值是在5mA和20mA之间，优选的是10mA。
一方面将驱动电子部件、上述为整流器16、电容器CC和电容器C1以及LED并且另一方面将Sidac18安装在上述单独的电路板上，该电路板彼此以间距20来布置，以便防止试验电压为至少3000V时发生击穿。如果驱动电子部件、LED和Sidac18安装在一个并且相同的电路板上，那么也可以仅仅在相关的电路板上的元件之间设置间距20。Sidac18或Sidac等效电路的最小击穿电压这样来选择，即该最小击穿电压超过传统镇流器的加热变压器的输出电压的最高值，该镇流器具有变压的灯丝加热器。在此通常的数值为3.6V，以便利用在10V和50V之间的上述能预定的第一阈值确保足够的可靠性。击穿电压应该选择得不要过大，因为否则该击穿电压影响改型灯10的功率和电流角，因为直到达到击穿电压也不能加入至连接极A1，A2的电流(在相应地装入发光装置的改型灯中)。
替代Sidac18也可以设置Sidac等效电路，例如根据优选的实施例在图2中示出了该等效电路。
在图2中所示的Sidac等效电路中设置全桥电路，该全桥电路包括四个二极管D1至D4。在从连接极至相对设置的连接极的电路中布置由pnp三极管S1和npn三极管S2构成的组合。可替换地也可以使用晶闸管或TRIAC，其中在最后提到的情况中则可以取消二极管全桥电路。
齐纳二极管Z1(或者具有预定的击穿电压的其他元件、例如DIAC双向二极晶闸管或可变电阻)的阴极与pnp三极管S1的基极连接。如果施加在两个连接极上的电压超过全桥电路的两个在流通方向上驱动的二极管的临界电压加上三极管S1和S2的基极的临界电压加上齐纳二极管Z1的临界电压，那么加入电流，该电流分配在两个三极管S1，S2的基极接口之间，因此彼此以控制电流供给该基极接口。因此部件的流通电压在两个连接极之间明显下降并且损耗变低。在三极管S1，S2的相应的基极和相应的发射极之间联接电阻R1和R2能够调节最小电流，也就是说调节能预定的第二阈值，从该最小电流开始Sidac等效电路18应该重新转入高欧姆状态。在此也可以取消两个欧姆电阻R1，R2中的一个。
工作原理：如果在节点N1和N2之间的电压超过三极管S1的射基极间路径(Basis-Emitter-Strecke)的临界电压与齐纳二极管Z1的击穿电压以及三极管S2的基射极间路径(Emitter-Basis-Strecke)的临界电压的总和，那么三极管S1和S2被导通并且从击穿开始被供给基极电流。这导致击穿Sidac等效电路18，也就是说在两个连接极之间的电压打破了在0.5V和2V之间的数值。通过包括二极管D1至D4的全桥电路来确保交流电压的适用性。

Claims (9)

1.一种具有至少一个多个LED的串联电路的改型灯(10)，包括电路装置，所述电路装置具有
带有第一连接极(A1)和第二连接极(A2)的第一接口；
带有第三连接极(A3)和第四连接极(A4)的第二接口；
整流器(16)，所述整流器的输入端与所述第一接口联接，所述整流器的输出端包括第一整流器输出接口(GA1)和第二整流器输出接口(GA2)；
其中所述至少一个多个LED的串联电路联接在所述第一整流器输出接口(GA1)和所述第二整流器输出接口(GA2)之间；其特征在于，
击穿装置(18)联接在所述第三连接极(A3)和所述第四连接极(A4)之间，所述击穿装置具有下述特性：
所述击穿装置不导通，直至达到在运行时通过所述击穿装置下降的电压的能预定的第一阈值；
当超过能预定的所述第一阈值时，导通所述击穿装置；
只要为所述击穿装置供给超过能预定的第二阈值的电流，则所述击穿装置保持导通；
一旦所述电流低于能预定的所述第二阈值时，则不再导通所述击穿装置；并且
在导通状态中所述击穿装置具有流通电压，所述流通电压低于能预定的第三阈值。
2.根据权利要求1所述的改型灯(10)，其特征在于，所述击穿装置(18)是高压双向触发元件或三端双向可控硅元件。
3.根据权利要求1所述的改型灯(10)，其特征在于，所述击穿装置(18)是高压双向触发元件等效电路。
4.根据权利要求1所述的改型灯(10)，其特征在于，所述高压双向触发元件等效电路包括：
-用于与所述第二接口的所述第三连接极(A3)和所述第四连接极(A4)联接的第五连接极和第六连接极；
以全桥布置的第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)和第四二极管(D4)，其中所述第一二极管(D1)和所述第二二极管(D2)的连接点是第一节点(N1)，并且所述第三二极管(D3)和所述第四二极管(D4)的连接点是第二节点(N2)；
第一电子开关(S1)和第二电子开关(S2)，所述第一电子开关和所述第二电子开关设计为互补的，并且分别包括控制电极、工作电极和参考电极；
第一欧姆电阻(R1)和第二欧姆电阻(R2)；
齐纳二极管(Z1)；
其中所述第一电子开关(S1)的所述参考电极与所述第一节点(N1)联接，其中所述第一电子开关(S1)的所述控制电极一方面通过所述第一欧姆电阻(R1)与所述第一节点(N1)联接，并且另一方面与所述第二电子开关(S2)的所述工作电极联接；
其中所述第二电子开关(S2)的所述参考电极与所述第二节点(N2)联接，其中所述第二电子开关(S2)的所述控制电极一方面通过所述第二欧姆电阻(R2)与所述第二节点(N2)联接，并且另一方面与所述第一电子开关(S1)的所述工作电极联接；
其中所述齐纳二极管(Z1)联接在所述第一电子开关(S1)的所述控制电极和所述第二电子开关(S2)的所述控制电极之间。
5.根据前述权利要求中任一项所述的改型灯(10)，其特征在于，能预定的所述第一阈值是在10V和50V之间，优选的是25V。
6.根据前述权利要求中任一项所述的改型灯(10)，其特征在于，能预定的所述第二阈值是在5mA和20mA之间，优选的是10mA。
7.根据前述权利要求中任一项所述的改型灯(10)，其特征在于，能预定的所述第三阈值是在0.5V和2V之间。
8.根据前述权利要求中任一项所述的改型灯(10)，其特征在于，在所述击穿装置(18)变成导通状态之后在所述击穿装置(18)中转换的功率最大是4W、优选地最大是1W。
9.根据前述权利要求中任一项所述的改型灯(10)，其特征在于，所述改型灯还包括电容器(C1)，所述电容器联接在所述第一整流器输出接口(GA1)和所述第二整流器输出接口(GA2)之间。
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