CN106465503A

CN106465503A - 使用开关电路的led灯

Info

Publication number: CN106465503A
Application number: CN201580028819.1A
Authority: CN
Inventors: 罗元蒜; 朴晋杓; 韩普铉; 韩澈承
Original assignee: C&N K K
Current assignee: C&N K K; Amosense Co Ltd
Priority date: 2014-04-10
Filing date: 2015-04-10
Publication date: 2017-02-22
Anticipated expiration: 2035-04-10
Also published as: WO2015156633A1; KR20150117621A; CN106465503B; KR101539083B1; US20170171924A1; US9942955B2

Abstract

公开一种使用开关电路的LED灯，用于通过在第一整流电路和LED电路之间布置开关电路阻止由导电金属或人体的接触产生的电击的发生。公开的使用开关电路的LED灯将开关电路连接至连接整流电路和LED电路的多条导线中的至少一条导线，其中开关电路可以包括：开关元件，包括SCR、TRIAC、TR和FET中的至少一个；以及驱动元件，包括电容器、TVS、ZENER、SIDAC、电阻和电感中的至少一个。

Description

使用开关电路的LED灯

技术领域

本发明一般涉及一种使用开关电路的LED灯，更特别地，涉及一种用于阻止安装LED灯时由人体与LED灯的接触引起的电击的使用开关电路的LED灯。

本申请要求申请号为10-2014-0043170、申请日为2014年4月10日和申请号为10-2014-0101874、申请日为2014年8月7日的韩国专利申请的权益，并将专利申请的全部内容在此引入本申请作为参考。

背景技术

通常，节能且具有高照明强度的荧光灯已经被用作住宅、建筑物、工厂等的照明设备。荧光灯是以这样的方式工作的照明装置：其中的高电压引起放电且从其产生的紫外光与涂在灯内壁上的荧光材料反应，从而发出可见光。在此，作为荧光灯的照明系统，有使用磁镇流器和启动器(辉光启动器或快速启动器)的磁镇流器照明系统和使用电镇流器的电镇流器照明系统。

将荧光灯用作照明设备用于使在购物商场、展览会等展出或陈列的产品或物品看起来生动美丽，或用作各种形式的照明设备用于室内设计，然而，其问题在于对于给定量的功耗，难以获得期望的亮度。

最近，为了解决此问题，在低电压下操作且具有长寿命、低功耗、快响应时间、对抗触电的高电阻、减小的尺寸和重量的LED灯的使用正在增加。通常，将LED灯安装在灯罩中，其中通常安装荧光灯。在此，灯罩中包括镇流器。

然而，若灯具中的镇流器中没有安装用于阻止过流和过压的保护电路，当用户安装LED灯时，用户可能接触与镇流器连接的LED灯的端子，由此用户可能遭受电击。具体地，若镇流器中不包括用于阻止过流和过压的保护电路，若LED灯的一个基底上的端子的任一个与镇流器连接，LED灯的相对基底上的端子被短路，且当用户碰触短路的端子时，用户可能遭受电击。

此外，在某些LED灯中，机械开关被安装在端子单元中，且只有当LED灯两侧上的所有端子与灯具连接时才供电，由此阻止电击。然而，使用机械开关的LED灯的问题在于依赖于振动和耦合的程度可能发生连接失效，且因此可能无法稳定地对LED灯供电。

公开

技术问题

提出本发明以解决上述问题，且本发明的目的在于提供使用开关电路的LED灯，其中开关电路被布置在第一整流电路和LED电路之间，由此可以防止由人体部分或导电金属与LED灯的接触引起的电击的发生。

技术方案

为了完成上述目的，根据本发明实施例的使用开关电路的LED灯将开关电路与连接整流电路和LED电路的多个导线的至少一个连接。

在此，开关电路可以被配置为包括开关元件和驱动元件，开关元件包括SCR、TRIAC、TR和FET的至少一个，驱动元件包括电容器、TVS二极管、ZENZR二极管、SIDAC开关、电阻和电感的至少一个。

有益效果

根据本发明，因为配置使用开关电路的LED灯使得开关电路被布置在第一整流电路和LED电路之间，可以防止由人体或导电金属与LED灯的接触引起的电击的发生。

此外，因为配置使用开关电路的LED灯使得开关电路被布置在第一整流电路和LED电路之间，通过切换与整流器连接的具有小波动的DC线，LED灯可以稳定地工作。

此外，因为配置使用开关电路的LED灯使得开关电路被布置在第一整流电路和LED电路之间，当输入电压具有宽范围时，可以改善工作特性。

此外，因为配置使用开关电路的LED灯使得开关电路被布置在第一整流电路和LED电路之间，可以解决在使用机械开关的常规LED灯中发生的与接触有关的问题，例如由振动、老化等引起的连接失效。

此外，因为配置使用开关电路的LED灯使得开关电路被布置在第一整流电路和LED电路之间，可以简单地配置用于防止电击的电路且可以改进防止电击的功能。

此外，因为配置使用开关电路的LED灯使得开关电路被布置在第一整流电路和LED电路之间，通过根据穿过驱动元件的钳位电压控制截止电压，可以控制开关元件的工作。

此外，因为配置使用开关电路的LED灯使得开关电路被布置在第一整流电路和LED电路之间，与常规LED灯相比可以改进防止电击的功能，且可以防止忽明忽暗。

附图说明

图1是用于描述普通LED灯的视图；

图2是用于描述使用电子电路的常规LED灯的视图；

图4至图6是用于描述根据本发明实施例的使用开关电路的LED灯的视图；

图7至图10是用于描述根据本发明实施例的使用开关电路的LED灯中的开关电路的视图；

图11和图12是用于描述根据本发明实施例的使用开关电路的LED灯的操作的视图；

图14是用于比较常规LED灯和根据本发明实施例的使用开关电路的LED灯的视图。

具体实施方式

此后，参考附图描述本发明的优选实施例，以便详细描述本发明，使得与本发明相关的技术领域中的普通技术人员可以轻松地实践本发明。应该注意的是，附图中自始至终相同的附图标记用于指定相同或相似的元件。在本发明的下述描述中，将省略被认为使本发明的主题模糊的已知功能和配置的具体描述。

图1是用于描述普通LED灯的视图，且图2是用于描述使用电子电路的常规LED灯的视图。图4至图6是用于描述根据本发明实施例的使用开关电路的LED灯的视图。

如图1所示，LED灯被配置为包括第一输入基底10、第一整流电路20、LED电路30、第二整流电路40和第二输入基底50。在此，在LED灯的情况下，当第一输入基底10的端子与镇流器连接时，产生泄漏电流。具体地，在LED灯的情况下，LED电路30(即，嵌入在LED电路30中的LED转换器(未示出))使通过第一输入基底10施加的AC功率穿过其并泄漏至第二输入基底50的端子，从而产生泄漏电流。在此情况下，若第二输入基底50的端子通过人体或导电金属接地，产生电阻R3，且泄漏电流流过人体或导电金属，从而用户可能遭受电击。

同时，为了替代使用机械开关的常规LED灯，已经开发了使用电子电路的LED灯，如图2所示。配置使用电子电路的LED灯，使得彼此串联连接的多个电阻R1以及R2与其间的整流电路以及LED电路30并联连接，以及使得开关与其间的整流电路以及LED电路30串联连接。基于施加到多个电阻、作为操作电源施加结果的电压，使用电子电路的LED灯确定人体或导电金属是否与其接触，且当确定这样的接触发生时，通过开关的操作阻塞泄漏电流的流动。

然而，在使用电子电路的LED灯的情况下，假设施加从约220V到240V范围的操作电源V_in，在正常状态下(即，在不与人体接触的状态下)，多个电阻处的电压V_peak的范围从约282.8V到339.4V，且倘若发生电击(即，在与人体接触的状态下)，检测的电压的范围从约254.5V到305.4V，如图3所示。即，在使用电子电路的LED灯的情况下，因为在正常状态下测量的电压和在发生电击的情况下测量的电压具有重叠范围(从282.8V到305.4V)，难以准确地确定人体或导电金属是否接触LED灯。在此，R3对应人体或导电金属，且V2指示R3处的电压。

同时，在根据本发明实施例的使用开关电路100的LED灯中，开关电路100被布置在第一整流电路20和LED电路30之间，从而可以防止由与用户接触引起的电击。为此，如图4所示，使用开关电路100的LED灯被配置为包括第一输入基底10、第一整流电路20、开关电路100、LED电路30、第二整流电路40和第二输入基底50。在此，开关电路100与连接第一整流电路20和LED电路30的阳极端子的导线连接。此外，如图5所示，开关电路100可以与连接第一整流电路20和LED电路30的阴极端子的导线连接。可选地，如图6所示，两个开关电路100可以分别与连接第一整流电路20和LED电路30的阳极端子的导线以及连接第一整流电路20和LED电路30的阴极端子的导线连接。

图7至图10是用于描述根据本发明实施例的使用开关电路100的LED灯中开关电路的图。

例如，如图7所示，开关电路100被配置为包括开关元件110和驱动元件120。开关元件110被配置使得其第一端与第一整流电路20连接，其第二端与LED电路30连接。驱动元件120以这样的方式与开关元件并联连接：驱动元件120的第一端与开关元件110的第一端连接，驱动元件120的第二端与LED电路30以及与开关元件110的第二端连接。在此，开关元件110可以被配置为当施加等于或大于参考电流(或参考电压)的电流(或电压)时连接电路，但当施加小于参考电流(或参考电源)的电流(或电压)时断开电路的元件，例如硅控整流器(SCR)、TRIAC、晶体管(TR)、场效应晶体管(FET)等。此外，驱动元件120可以被配置为电容器、瞬态电压抑制(TVS)二极管、ZENER二极管、硅二极管交流(SIDAC)开关、电阻、电感等。

在此，若在正常状态下将操作电源施加至使用开关电路100的LED灯，在驱动元件120的内阻为0Ω的状态下，等于或大于参考电流的电流(图8中A)被瞬间施加至开关元件110。相应地，开关元件110的门被导通，且因此正常线电流流动，从而保持开关元件110的开启状态并施加电流至LED电路30。

同时，如果在发生电击的情况下将操作电源施加至使用开关电路100的LED灯，由于人体或导电金属与第二输入基底50的接触产生约50kΩ电阻。在此情况下，由于由人体或导电金属产生的50kΩ电阻，小于参考电流的电流(图8中B)被施加至开关元件110。相应地，开关元件110的门保持关闭状态。此外，即使门被开启一次，由于因人体或导电金属产生的50kΩ电阻，线电流具有小值，且因此可能无法保持开启状态，从而泄漏电流被施加至人体或导电金属。

在另一示例中，开关电路100被配置为包括开关元件110、驱动元件120、光电耦合器130、电阻140和发光二极管150，如图9所示。

开关元件110被配置为使得其第一端与第一整流电路20以及驱动元件120连接，且使得其第二端与驱动元件120、光电耦合器130以及电阻140连接。驱动元件120被配置为使得其第一端与第一整流电路20、开关元件110以及光电耦合器130连接，且使得其第二端与开关元件110、光电耦合器130以及电阻140连接，以便驱动元件和开关元件110并联连接。光电耦合器130被配置为使得其第一端与开关元件110连接，且使得其第二端与开关元件110、驱动元件120以及电阻140连接。电阻140被配置为使得其第一端与开关元件110、驱动元件120以及光电耦合器130连接，且使得其第二端与LED电路30连接。在此，发光二极管150与电阻140并联连接。

在此，正常状态下若将操作电源施加至使用开关电路100的LED灯，首先，线电流流过与开关元件110并联连接的驱动元件120一次。此时，光电耦合器130工作，且因此信号施加至开关元件110的门。相应地，开关元件110被开启，且正常线电流流动，从而保持开关元件110的开启状态且电流被施加至LED电路30。

同时，如果在发生电击的情况下将操作电源施加至使用开关电路100的LED灯，由于人体或导电金属与第二输入基底50的接触产生约50kΩ电阻。在此情况下，开关元件110处于关闭状态，且由人体或导电金属产生的50kΩ电阻阻碍光电耦合器130的工作。即使因为线电流流动一次开关元件110被开启，由于由人体或导电金属产生的50kΩ电阻，线电流具有小值，且因此可能无法保持开启状态，从而防止泄漏电流被施加至人体或导电金属。

在其他示例中，开关电路100被配置为包括开关元件110、驱动元件120、光电耦合器130、电阻140和发光二极管150，如图10所示。

开关元件110被配置为使得其第一端与第一整流电路20以及驱动元件120连接，且使得其第二端与驱动元件120、光电耦合器130以及电阻140连接。驱动元件120被配置为使得其第一端与第一整流电路20、开关元件110以及光电耦合器130连接，且使得其第二端与开关元件110、光电耦合器130以及电阻140连接，以便驱动元件与开关元件110并联连接。光电耦合器130被配置为使得其第一端与开关元件110以及驱动元件120连接，且使得其第二端与开关元件110、驱动元件120以及电阻140连接，以便光电耦合器与开关元件110以及驱动元件120并联连接。电阻140被配置为使得其第一端与开关元件110、驱动元件120以及光电耦合器130连接，且使得其第二端与LED电路30连接。在此，发光二极管150与电阻140并联连接。

在此，正常状态下若将操作电源施加至使用开关电路100的LED灯，在驱动元件120的内阻是0Ω的状态下，等于或大于参考电流的电流(图8中A)被瞬间施加至开关元件110。相应地，开关元件110的门被开启，且因此正常线电流流动，从而保持开关元件110的开启状态且电流被施加至LED电路30。在此，开关元件110被开启后，光电耦合器130持续地施加信号至开关元件110的门，从而与使用图7中描述的开关元件110时相比，更加稳定地保持开关元件110的开启状态。

同时，如果在发生电击的情况下将操作电源施加至使用开关电路100的LED灯，由于人体或导电金属与第二输入基底50的接触产生约50kΩ电阻。在此情况下，由于由人体或导电金属产生的50kΩ电阻，小于参考电流的电流(图8中B)被施加至开关元件110。相应地，开关元件110的门保持关闭状态。此外，即使门被开启一次，由于由人体或导电金属产生的50kΩ电阻，线电流具有小值，且因此可能无法保持开启状态，从而阻止泄漏电流被施加至人体或导电金属。

图11和图12是用于描述根据本发明实施例的使用开关电路100的LED灯的操作的视图。

如图11所示，正常状态下若将操作电源施加至使用开关电路100的LED灯，开关电路100保持开启状态且电流被施加至LED电路30。

另一方面，如图12所示，如果在发生电击的情况下将操作电源施加至使用开关电路100的LED灯，即，当由于人体或导电金属与第二输入基底50的接触产生约50kΩ电阻时，开关电路100阻塞电流的流动，从而阻止泄漏电流被施加至人体或导电金属。

图13是用于描述根据本发明实施例的使用开关电路100的LED灯的改变的视图。

如图13所示，使用开关电路100的LED灯可以被配置为包括布置在连接第一整流电路20和LED电路30的导线上的开关电路100，且还包括与连接第一整流电路20和LED电路30的另一条导线连接的电阻R。在此，电阻R被配置为具有约几百kΩ电阻值的电阻。相应地，使用开关电路100的LED灯使用电阻R放大信号，且从而稳定地保持开关电路100处于开启状态。

当安装常规LED灯使其与他激电镇流器连接时，在LED灯的端子处产生约75V峰值电压，然而当安装使用开关电路的LED灯代替常规LED灯时，在LED灯的端子处产生约14V峰值电压。

当安装常规LED灯使其与自振荡电镇流器连接时，在LED灯的端子处产生约70V峰值电压，然而当安装使用开关电路的LED灯代替常规LED灯时，在LED灯的端子处产生约10V峰值电压。

当安装常规LED灯使其与磁辉光启动器类型镇流器连接时，在LED灯的端子处产生约220V峰值电压，然而当安装使用开关电路的LED灯代替常规LED灯时，在LED灯的端子处产生约20V峰值电压。

当安装常规LED灯使其与磁镇流器和电启动器连接时，在LED灯的端子处产生约220V峰值电压，然而当安装使用开关电路的LED灯代替常规LED灯时，在LED灯的端子处产生约20V峰值电压。

如上所述，当安装常规LED灯使其与当前使用的不同类型的镇流器连接时，因为产生约从70V至220V范围的峰值电压，当人体或导电金属接触LED灯时发生电击或触电电流。然而，当安装使用开关电路的LED灯时，峰值电压保持20V以下，从而可以阻止由人体或导电金属与LED灯的接触引起的电击的发生。

如上所述，因为配置使用开关电路的LED灯使得开关电路被布置在第一整流电路和LED电路之间，可以阻止由人体或导电金属接触LED灯引起的电击的发生。

此外，因为配置使用开关电路的LED灯使得开关电路被布置在第一整流电路和LED电路之间，可以解决在使用机械开关的常规LED中发生的与接触有关的问题，例如由振动、老化等引起的接触失效。

此外，因为配置使用开关电路的LED灯使得开关电路被配置在第一整流电路和LED电路之间，可以简单地配置用于防止电击的电路且可以改进防止电击的功能。

此外，因为配置使用开关电路的LED灯使得开关电路被配置在第一整流电路和LED电路之间，通过根据穿过驱动元件的钳位电压控制截止电压，可以控制开关元件的工作。

此外，因为配置使用开关电路的LED灯使得开关电路被配置在第一整流电路和LED电路之间，与常规LED灯相比可以改进防止电击的功能，且可以防止忽明忽暗。

尽管已经公开了本发明的优选实施例，本发明可以以各种形式改变，本领域技术人员应理解，在不脱离如随附的权利要求公开的本发明的范围和精神的情况下，各种修改、增加和替换是可能的。

Claims

1.一种使用开关电路的LED灯，包括：

第一输入基底，第一端子和第二端子形成在所述第一输入基底上；

第一整流电路，包括一个或多个二极管并与所述第一输入基底的第一端子以及第二端子连接；

LED电路，包括一个或多个LED并与所述第一整流电路连接；

第二整流电路，包括一个或多个二极管并与所述LED电路连接；

第二输入基底，第三端子和第四端子形成在所述第二输入基底上，所述第三端子和所述第四端子与所述第二整流电路连接；以及

开关电路，与连接所述第一整流电路和LED电路的至少一条导线连接。

2.根据权利要求1所述的LED灯，其中所述开关电路与连接所述第一整流电路和所述LED电路的阳极端子的导线以及连接所述第一整流电路和所述LED电路的阴极端子的导线的至少一条连接。

3.根据权利要求1所述的LED灯，其中所述开关电路包括：

开关元件，所述开关元件的第一端与第一整流电路连接，所述开关元件的第二端与所述LED电路连接；以及

驱动元件，所述驱动元件与所述开关元件并联连接，以使得所述驱动元件的第一端与所述开关元件的第一端连接，所述驱动元件的第二端与所述开关元件的第二端以及所述LED电路连接。

4.根据权利要求3所述的LED灯，其中：

所述开关元件包括硅控整流器(SCR)、TRIAC、晶体管(TR)、场效应晶体管(FET)的至少一个，以及

所述驱动元件包括电容器、瞬态电压抑制(TVS)二极管、ZENER二极管、硅二极管交流(SIDAC)开关、电阻和电感的至少一个。

5.根据权利要求3所述LED灯，其中所述开关电路还包括：

光电耦合器，所述光电耦合器的第一端与所述开关元件的第一端连接，所述光电耦合器的第二端与所述开关元件的第二端以及所述驱动元件的第二端连接；

电阻，所述电阻的第一端与所述开关元件的第二端、所述驱动元件的第二端以及所述光电耦合器的第二端连接，所述电阻的第二端与所述LED电路连接；以及

发光二极管，所述发光二极管与所述电阻并联连接，以使得所述发光二极管的第一端与所述电阻的第一端连接，所述发光二极管的第二端与所述电阻的第二端连接。

6.根据权利要求3所述的LED灯，其中所述开关电路还包括：

光电耦合器，所述光电耦合器与所述开关元件以及所述驱动元件并联连接，以使得所述光电耦合器的第一端与所述开关元件的第一端以及所述驱动元件的第一端连接，所述光电耦合器的第二端与所述开关元件的第二端以及所述驱动元件的第二端连接；

发光二极管，所述发光二极管与所述电阻连接，以使得所述发光二极管的第一端与所述电阻的第一端连接，所述发光二极管的第二端与所述电阻的第二端连接。