CN205579231U - Led直管灯 - Google Patents
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Abstract
一种LED直管灯,包括灯管;第一接脚、第二接脚、第三接脚、以及第四接脚,都耦接所述灯管,且用以接收外部驱动信号;第一整流电路,用以对所述外部驱动信号进行整流,以产生整流后信号;第二整流电路,用以对所述外部驱动信号进行整流;滤波电路,用以对所述整流后信号进行滤波,以产生滤波后信号;LED驱动模块,被配置以接收所述滤波后信号以及产生驱动信号,且包含LED模块用以接收所述驱动信号而发光;以及两灯丝仿真电路,分别耦接于第一接脚及第二接脚之间以及耦接于第三接脚及第四接脚之间。每一所述灯丝仿真电路被配置以仿真一灯丝。当一灯管驱动电路执行灯丝侦测时,流过任何所述灯丝仿真电路的一电流的电流值小于1安培。
Description
本申请要求2015年2月12日提交中国专利局、申请号为201510075925.7、发明名称为“LED日光灯”的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。
本申请要求2015年3月10日提交中国专利局、申请号为201510104823.3、发明名称为“发光二极管灯管及镇流侦测电路”的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。
本申请要求2015年3月26日提交中国专利局、申请号为201510134586.5、发明名称为“一种发光二极管灯管”的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。
本申请要求2015年3月27日提交中国专利局、申请号为201510136796.8、发明名称为“LED日光灯的制造方法”的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。
本申请要求2015年5月29日提交中国专利局、申请号为201510284720.x、发明名称为“发光二极管驱动电路”的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。
本申请要求2015年6月26日提交中国专利局、申请号为201510373492.3、发明名称为“一种LED日光灯”的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。
本申请要求2015年7月10日提交中国专利局、申请号为201510406595.5、发明名称为“一种LED日光灯”的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。
本申请要求2015年8月7日提交中国专利局、申请号为201510482944.1、发明名称为“LED日光灯”的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。
本申请要求2015年8月8日提交中国专利局、申请号为201510486115.0、发明名称为“LED日光灯”的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。
本申请要求2015年7月20日提交中国专利局、申请号为201510428680.1、发明名称为“一种LED日光灯”的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。
本申请要求2015年8月8日提交中国专利局、申请号为201510483475.5、发明名称为“LED日光灯”的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。
本申请要求2015年9月2日提交中国专利局、申请号为201510555543.4、发明名称为“LED直管灯”的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。
本申请要求2015年9月6日提交中国专利局、申请号为201510557717.0、发明名称为“LED直管灯”的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。
本申请要求2015年9月18日提交中国专利局、申请号为201510595173.7、发明名称为“LED直管灯”的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本实用新型涉及照明器具领域,具体涉及一种LED(light-emitting diode)直管灯与其光源设计、电子组件以及灯头结构。
背景技术
LED照明技术正快速发展而取代了传统的白炽灯及萤光灯。相较于充填有惰性气体及水银的萤光灯而言,LED直管灯无须充填水银。因此,在各种由像是传统萤光灯泡及灯管等照明选项所主宰的家用或工作场所用的照明系统中,LED直管灯无意外地逐渐成为人们高度期待的照明选项。LED直管灯的优点包含提升的耐用性及寿命以及较低耗能。因此,考虑所有因素后,LED直管灯将会是可节省成本的照明选项。
已知LED直管灯一般包括灯管、设于灯管内且带有光源的电路板,以及设于灯管两端的灯头,灯头内设有电源,光源与电源之间通过电路板进行电气连接。然而,现有的LED直管灯仍有一些质量问题需解决。
例如,现有的LED直管灯的电路设计,对于符合相关的认证规范以及与现有的日光灯使用电子镇流器的驱动架构的兼容性之间,并未能提供适当的解决方案。举例来说,日光灯内部并无电子组件,对于符合照明设备的UL认证、EMI的规范上相当简单。然而,LED直管灯具有相当多的电子组件于灯内,重要的是考虑各电子组件间的布局所造成的影响,而不易符合UL认证、EMI的规范。
市售常见的电子镇流器主要可分成瞬时启动型(Instant Start)电子镇流器、预热启动型(Program Start)电子镇流器两种。电子镇流器具有谐振电路,其驱动设计与日光灯的负载特性匹配,即电子镇流器在日光灯在点亮前为电容性组件,而点亮后为电阻性组件,提供对应的启动程序,而使日光灯可以正确的点亮。而LED为非线性组件,与日光灯的特性全然不同。因此,LED直管灯会影响电子镇流器的谐振设计,而造成兼容性问题。一般而言,预热启动型电子镇流器会侦测灯丝,而传统的LED驱动电路无法支持而造成侦测失败而无法启动。另外,电子镇流器等效上为电流源,做为LED直管灯的直流转直流转换器的电源时,容易造成过流过压或者欠流欠压,因而导致电子组件损坏或LED直管灯无法稳定提供照明。
再来,LED驱动所用的驱动信号为直流信号,然而日光灯的驱动信号为市电的低频、低压交流信号或电子镇流器的高频、高压交流信号,甚至应用于紧急照明时,紧急照明的电池为直流信号。不同驱动信号间的电压、频率范围落差大,并非简单进行整流即可兼容。
有鉴于现有问题,以下提出本实用新型及其实施例。
实用新型内容
在此摘要描述关于「本实用新型」的许多实施例。然而所述词汇「本实用新型」仅仅用来描述在此说明书中揭露的某些实施例(不管是否已在权利要求项中),而不是所有可能的实施例的完整描述。以下被描述为「本实用新型」的各个特征或方面的某些实施例可以不同方式合并以形成一LED直管灯或其中一部分。
本实用新型提供一种新的LED直管灯,以及其各个方面(与特征),以解决上述问题。
本实用新型提供一种LED直管灯,其特征在于包括:一灯管;一第一接脚、一第二接脚、一第三接脚、以及一第四接脚,都耦接所述灯管,用以接收一外部驱动信号;一第一整流电路,耦接所述第一接脚及所述第二接脚,用以对所述外部驱动信号进行整流,以产生一整流后信号;一第二整流电路,耦接所述第三接脚及所述第四接脚,用以与所述第一整流电路同时对所述外部驱动信号进行整流;一滤波电路,与所述第一整流电路及第二整流电路耦接,用以对所述整流后信号进行滤波,以产生一滤波后信号;一LED驱动模块,与所述滤波电路耦接,所述LED驱动模块包含一LED模块,且被配置以接收所述滤波后信号以及产生一驱动信号;且所述LED模块用以接收所述驱动信号而发光;以及两灯丝仿真电路,分别耦接于所述第一接脚及第二接脚之间以及耦接于所述第三接脚及第四接脚之间,且每一所述灯丝仿真电路被配置以仿真一灯丝,其中当一灯管驱动电路执行灯丝侦测时,流过任何所述灯丝仿真电路的一电流的电流值小于一安培[A]。
在一实施例中,所述灯丝仿真电路(至少其中之一)包含并联的一电容及一电阻,且具有一第一灯丝仿真端及一第二灯丝仿真端,所述第一灯丝仿真端及第二灯丝仿真端分别耦接所述第一接脚及所述第二接脚,或分别耦接所述第三接脚及所述第四接脚,且所述电容及电阻耦接于所述第一灯丝仿真端及第二灯丝仿真端之间,其中所述灯丝仿真电路通过所述并联的电容及电阻仿真一灯丝。
可选的,所述LED直管灯更包含一可挠式电路板,所述LED模块被配置于所述可挠式电路板上,其中所述电容被安装于所述可挠式电路板上。在一实施例中,所述电容包含一陶瓷电容。可选的,所述陶瓷电容具有一电容值大于100nF。
可选的,所述LED直管灯更包含设置于所述灯管端部的一灯头及一电路板,所述灯头具有所述第一接脚及第二接脚,或具有所述第三接脚及第四接脚,其中所述电容被插件式安装于所述电路板上。在一实施例中,所述电容包含一金属化聚丙烯电容。可选的,所述金属化聚丙烯电容具有一电容值小于100nF。
可选的,当所述灯管驱动电路在执行灯丝侦测时所提供的一信号的频率大于20kHz时,所述电阻的阻抗值是所述电容的阻抗值的10倍以上。
在一实施例中,所述第一整流电路具有一第一整流输出端及一第二整流输出端,所述第一整流输出端及第二整流输出端耦接所述滤波电路;所述第一整流电路包含一半波整流电路,所述半波整流电路包含一第一整流二极管及一第二整流二极管,用以进行半波整流;所述第一整流二极管的正端耦接所述第二整流输出端,负端耦接一半波连接点,而所述第二整流二极管的正端耦接所述半波连接点,负端耦接所述第一整流输出端;其中,耦接于所述第一接脚及第二接脚之间的所述灯丝仿真电路具有一第一灯丝仿真端及一第二灯丝仿真端,所述第一灯丝仿真端及第二灯丝仿真端分别耦接所述第一接脚及所述第二接脚,且所述半波连接点耦接所述第二灯丝仿真端。可选的,耦接于所述第一接脚及第二接脚之间的所述灯丝仿真电路也做为一端点转换电路,以支持在所述第一接脚及第二接脚以及所述第一整流输出端及第二整流输出端之间的端点转换。
在一实施例中,所述第一整流电路具有一第一整流输出端及一第二整流输出端,所述第一整流输出端及第二整流输出端耦接所述滤波电路;所述第一整流电路包含一半波整流电路,所述半波整流电路包含一第一整流二极管及一第二整流二极管,用以进行半波整流;所述第一整流二极管的正端耦接所述第二整流输出端,负端耦接一半波连接点,而所述第二整流二极管的正端耦接所述半波连接点,负端耦接所述第一整流输出端;其中,耦接于所述第一接脚及第二接脚之间的所述灯丝仿真电路具有一第一灯丝仿真端及一第二灯丝仿真端,所述第一灯丝仿真端及第二灯丝仿真端分别耦接所述第一接脚及所述第二接脚,且所述半波连接点耦接所述第一灯丝仿真端。可选的,耦接于所述第一接脚及第二接脚之间的所述灯丝仿真电路也做为一端点转换电路,以支持在所述第一接脚及第二接脚以及所述第一整流输出端及第二整流输出端之间的端点转换。
在一实施例中,所述两灯丝仿真电路至少其中之一具有一第一灯丝仿真端及一第二灯丝仿真端,所述第一灯丝仿真端及第二灯丝仿真端分别耦接所述第一接脚及所述第二接脚,或分别耦接所述第三接脚及所述第四接脚,且所述灯丝仿真电路包含两电容串联于所述第一灯丝仿真端及第二灯丝仿真端之间,且包含两电阻串联于所述第一灯丝仿真端及第二灯丝仿真端之间,且所述两电阻之间的一连接点与所述两电容之间的一连接点耦接,其中所述灯丝仿真电路通过所述串联的两电容以及串联的两电阻仿真一灯丝。
在一实施例中,所述两灯丝仿真电路至少其中之一具有一第一灯丝仿真端及一第二灯丝仿真端,所述第一灯丝仿真端及第二灯丝仿真端分别耦接所述第一接脚及所述第二接脚,或分别耦接所述第三接脚及所述第四接脚,且所述灯丝仿真电路包含一负温度系数电阻耦接所述第一灯丝仿真端及第二灯丝仿真端,其中所述灯丝仿真电路通过所述负温度系数电阻仿真一灯丝。
可选的,当所述灯管驱动电路初始执行灯丝侦测时,所述灯丝仿真电路的阻抗大于等于10欧姆,且在所述灯管驱动电路执行灯丝侦测期间随温度上升而下降至小于10欧姆。
在一些实施例中,所述灯管驱动电路包含一预热启动型电子镇流器。
在一实施例中,所述第一整流电路具有一第一整流输出端及一第二整流输出端,所述第一整流输出端及第二整流输出端耦接所述滤波电路;所述第一整流电路包含一半波整流电路,所述半波整流电路包含一第一整流二极管及一第二整流二极管,用以进行半波整流;所述第一整流二极管的正端耦接所述第二整流输出端,负端耦接一半波连接点,而所述第二整流二极管的正端耦接所述半波连接点,负端耦接所述第一整流输出端;耦接于所述第一接脚及第二接脚之间的所述灯丝仿真电路具有一第一灯丝仿真端及一第二灯丝仿真端,所述第一灯丝仿真端及第二灯丝仿真端分别耦接所述第一接脚及所述第二接脚;其中,所述灯丝仿真电路包含两负温度系数电阻串联于所述第一灯丝仿真端及第二灯丝仿真端之间,且所述半波连接点耦接所述两负温度系数电阻之间的一连接点。
可选的,所述每一个灯丝仿真电路的阻值于25℃时大于10欧姆,于所述LED模块稳定发光时,阻值介于2~10欧姆之间。
可选的,所述第一整流电路及所述第二整流电路均为一半波整流电路,所述半波整流电路包含串联的二整流二极管,所述串联的二整流二极管的一连接点耦接所述两灯丝仿真电路中对应的串联的两个负温度系数电阻的一连接点。
藉由上述的电路设计,LED直管灯可以通过预热启动型电子镇流器对灯丝的检测,使预热启动型电子镇流器能正常启动,因此提高对预热启动型电子镇流器的兼容性。再者,灯丝的设计也符合传统日光灯对灯丝的规范,并同时可以降低模拟灯丝对于LED直管灯对发光效率上所造成的影响。
附图说明
图1是一立体图,显示本实用新型一实施例的LED直管灯;
图1A是一立体图,显示本实用新型另一实施例的LED直管灯的灯管两端的灯头具有不同尺寸;
图2是一立体分解图,显示图1的LED直管灯;
图3是一立体图,显示本实用新型一实施例的LED直管灯的灯头的前部及顶部;
图4是一立体图,显示图3的LED直管灯的灯头的底部;
图5是一立体图,显示本实用新型又一实施例LED直管灯中的再一灯头结构;
图6是一平面剖视图,显示本实用新型一实施例的LED直管灯的灯板为可挠式电路软板且其末端爬过灯管的过渡部而与电源的输出端焊接连接;
图7是一平面剖视图,显示本实用新型一实施例LED直管灯的灯板的可挠式电路软板具双层结构;
图8是一立体图,显示本实用新型一实施例LED直管灯的灯板的可挠式电路软板的用与电源的印刷电路板焊接连接的焊盘;
图9是一平面图,显示本实用新型一实施例LED直管灯的灯板的可挠式电路软板的焊盘配置;
图10是一平面图,显示本实用新型另一实施例LED直管灯的灯板的可挠式电路软板具有3个呈一列并排的焊盘;
图11是一平面图,显示本实用新型再一实施例LED直管灯的灯板的可挠式电路软板具有3个呈两列并排的焊盘;
图12是一平面图,显示本实用新型又一实施例LED直管灯的灯板的可挠式电路软板具有4个呈一列并排焊盘的焊盘;
图13是一平面图,显示本实用新型仍一实施例LED直管灯的灯板的可挠式电路软板具有4个呈两列并排的焊盘;
图14是一平面图,显示本实用新型一实施例LED直管灯的灯板的可挠式电路软板的焊盘上具有孔洞;
图15是一平面剖视图,显示利用图14的灯板的可挠式电路软板的焊盘与电源的印刷电路板的焊接过程;
图16是一平面剖视图,显示利用图14的灯板的可挠式电路软板的焊盘与电源的印刷电路板的焊接过程,其中焊盘上的孔洞靠近可挠式电路软板的边缘;
图17是一平面图,显示本实用新型一实施例LED直管灯的灯板的可挠式电路软板的焊盘具有缺口;
图18是一平面剖视图,显示沿图17中A-A'线的局部放大剖面;
图19是一立体图,显示本实用新型另一实施例LED直管灯的灯板的可挠式电路软板与电源的印刷电路板结合成一电路板组件;
图20是一立体图,显示图19的电路板组件的另一配置;
图21是一立体图,显示本实用新型一实施例LED直管灯中的电源;
图22是一立体图,显示本实用新型另一实施例LED直管灯中,电源的电路板垂直地焊接至铝制的硬式电路板上;
图23是一立体图,显示本实用新型另一实施例中,灯板的可挠式电路软板具双层线路层;
图24A为根据本实用新型第一较佳实施例的LED直管灯的电源组件的应用电路方块示意图;
图24B为根据本实用新型第二较佳实施例的LED直管灯的电源组件的应用电路方块示意图;
图24C为根据本实用新型第一较佳实施例的LED灯的电路方块示意图;
图24D为根据本实用新型第三较佳实施例的LED直管灯的电源组件的应用电路方块示意图;
图24E为根据本实用新型第二较佳实施例的LED灯的电路方块示意图;
图25A为根据本实用新型第一较佳实施例的整流电路的电路示意图;
图25B为根据本实用新型第二较佳实施例的整流电路的电路示意图;
图25C为根据本实用新型第三较佳实施例的整流电路的电路示意图;
图25D为根据本实用新型第四较佳实施例的整流电路的电路示意图;
图26A为根据本实用新型第一较佳实施例的端点转换电路的电路示意图;
图26B为根据本实用新型第二较佳实施例的端点转换电路的电路示意图;
图26C为根据本实用新型第三较佳实施例的端点转换电路的电路示意图;
图26D为根据本实用新型第四较佳实施例的端点转换电路的电路示意图;
图27A为根据本实用新型第一较佳实施例的滤波电路的电路方块示意图;
图27B为根据本实用新型第一较佳实施例的滤波单元的电路示意图;
图27C为根据本实用新型第二较佳实施例的滤波单元的电路示意图;
图27D为根据本实用新型第三较佳实施例的滤波单元的电路示意图;
图27E为根据本实用新型第四较佳实施例的滤波单元的电路示意图;
图28A为根据本实用新型第一较佳实施例的LED模块的电路示意图;
图28B为根据本实用新型第二较佳实施例的LED模块的电路示意图;
图28C为根据本实用新型第一较佳实施例的LED模块的走线示意图;
图28D为根据本实用新型第二较佳实施例的LED模块的走线示意图;
图28E为根据本实用新型第三较佳实施例的LED模块的走线示意图;
图29为根据本实用新型第三较佳实施例的LED灯的电源组件的应用电路方块示意图;
图30A为根据本实用新型第四较佳实施例的LED直管灯的电源组件的应用电路方块示意图;
图30B为根据本实用新型第一较佳实施例的灯丝仿真电路的电路示意图;
图30C为根据本实用新型第二较佳实施例的灯丝仿真电路的电路示意图;
图30D为根据本实用新型第三较佳实施例的灯丝仿真电路的电路示意图;
图30E为根据本实用新型第四较佳实施例的灯丝仿真电路的电路示意图;
图30F为根据本实用新型第五较佳实施例的灯丝仿真电路的电路示意图;
具体实施方式
本实用新型在玻璃灯管的基础上,提出了一种新的LED直管灯,以解决背景技术中提到的问题以及上述问题。为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。下列本实用新型各实施例的叙述仅是为了说明而为例示,并不表示为本实用新型的全部实施例或将本实用新型限制于特定实施例。
请参照图1与图2,本实用新型于一实施例中提供一种LED直管灯,其包括:一灯管1、一设于灯管1内的灯板2,以及分别设于灯管1两端的两个灯头3。灯管1可以采用塑料灯管或者玻璃灯管,所述灯头的尺寸大小为相同或不同。请参照图1A,在所述灯头的尺寸不相同的实施例中,优选地,所述较小灯头的尺寸为较大灯头尺寸的30%至80%。
在一实施例中,LED直管灯的灯管1采用具强化结构的玻璃灯管,以避免传统玻璃灯易破裂以及破裂因漏电而引发触电事故的问题,以及塑料灯容易老化的问题。本实用新型各实施例中,可以使用化学方式或是物理方式对玻璃制灯管1做二次加工强化。
请参照图3与图4,本实用新型一实施例中,LED直管灯的灯头3包括一绝缘管302,一固设于绝缘管302外周面上的导热部303,以及设于绝缘管302上的两支空心导电针301。所述导热部303可以是一管状的金属环。
在制作LED直管灯时,灯管1的末端区101插设于灯头3后,灯管1的末端区101插入灯头3部分的轴向长度占导热部303轴向长度的三分之一到三分之二之间,这样的好处是:一方面,保证空心导电针301与导热部303具有足够的爬电距离,通电时两者不易短接使人触电而引发危险;另一方面,由于绝缘管302的绝缘作用,使得空心导电针301与导热部303之间的爬电距离加大,更容易通过高电压时使人触电而引发危险的测试。
请参照图5及图22,于另一实施例中,灯头3’的端部设有一凸柱312,凸柱312的顶端开设有孔洞,其外缘设有一深度为0.1±1%mm的凹槽314可供导电引脚53定位。导电引脚53在穿出灯头3’端部凸柱312的孔洞之后,可弯折置于凹槽314之上,然后再以一导电金属帽311覆盖住凸柱312,如此,则可将导电引脚53固定在凸柱312与导电金属帽311之间,于本实施例中,导电金属帽311的内径例如为7.56±5%mm,而凸柱312的外径例如为7.23±5%mm,且导电引脚53外径例如为0.5±1%mm,因此导电金属帽311可直接紧密覆盖住凸柱312而不需要再额外涂覆黏胶,如此便可完成电源5与导电金属帽311的电气连接。
请参照图2、3、12、13,在其他实施例中,本实用新型所提供的灯头上设有用于散热的孔洞304。藉此,让位于灯头内部的电源模组产生的热能够散去而不会造成灯头内部处于高温状态,以避免灯头内部组件的可靠度下降。进一步地,灯头上用于散热的孔洞为弧形。进一步地,灯头上用于散热的孔洞为三条大小不一的弧线。进一步地,灯头上用于散热的孔洞为由小到大逐渐变化的三条弧线。进一步地,灯头上用于散热的孔洞可以为上述弧形,弧线的任意搭配所构成。
在其他实施例中,灯头中包含有一用于安装电源模组的电源插槽(图未示)。
在其他实施例中,可挠式电路软板的宽度可以加宽,由于电路板表面包括油墨材料的电路保护层,而油墨材料具有反射光线的作用,因此在加宽的部位,电路板本身便可以起到如反射膜12功能的效果。优选地,可挠式电路软板沿灯管2周向延伸的长度与所述灯管2内周面的周长之间的比例范围为0.3至0.5。可挠式电路软板外可包覆一电路保护层,电路保护层可以是一种油墨材料,具有增加反射的功能,加宽的可挠式电路软板以光源为起点向周向延伸,光源的光线会藉由加宽的部位使光线更加集中。
进一步地,灯板2可以是条状铝基板、FR4板或者可挠式电路软板中的任意一种。由于本实施例的灯管1为玻璃灯管,如果灯板2采用刚性的条状铝基板或者FR4板,那么当灯管破裂,例如断成两截后,整个灯管仍旧能够保持为直管的状态,这时使用者有可能会认为LED直管灯还可以使用、并去自行安装,容易导致触电事故。由于可挠式电路软板具有较强的可挠性与易弯曲的特性,解决刚性条状铝基板、FR4板可挠性与弯曲性不足的情况,因此本实施例的灯板2采用可挠式电路软板,这样当灯管1破裂后,即无法支撑破裂的灯管1继续保持为直管状态,以告知使用者LED直管灯已经不能使用,避免触电事故的发生。因此,当采用可挠式电路软板后,可以在一定程度上缓解由于玻璃管破碎而造成的触电问题。以下实施例即以可挠式电路软板作为灯板2来做说明。
请参照图7,作为灯板2的可挠式电路软板包括一层具有导电效果的线路层2a,光源202设于线路层2a上,通过线路层2a与电源电气连通。在此说明书中具导电效果的所述线路层又可称为导电层。参照图7,本实施例中,可挠式电路软板还可以包括一层介电层2b,与线路层2a迭置,介电层2b与线路层2a的面积相等,线路层2a在与介电层2b相背的表面用于设置光源202。线路层2a电性连接至电源5用以让直流电流通过。介电层2b在与线路层2a相背的表面则通过粘接剂片4粘接于灯管1的内周面上。其中,线路层2a可以是金属层,或者布有导线(例如铜线)的电源层。
在其他实施例中,线路层2a和介电层2b的外表面可以包覆一电路保护层,所述电路保护层可以是一种油墨材料,具有阻焊和增加反射的功能。或者,可挠式电路软板可以是一层结构,即只由一层线路层2a组成,然后在线路层2a的表面包覆一层上述油墨材料的电路保护层。不论是一层线路层2a结构或二层结构(一层线路层2a和一层介电层2b)都可以搭配电路保护层。电路保护层也可以在可挠式电路软板的一侧表面设置,例如仅在具有光源202之一侧设置电路保护层。需要注意的是,可挠式电路软板为一层线路层结构2a或为二层结构(一层线路层2a和一层介电层2b),明显比一般的三层柔性基板(二层线路层中夹一层介电层)更具可挠性与易弯曲性,因此,可与具有特殊造型的灯管1搭配(例如:非直管灯),而将可挠式电路软板紧贴于灯管1管壁上。此外,可挠式电路软板紧贴于灯管管壁为较佳的配置,且可挠式电路软板的层数越少,则散热效果越好,并且材料成本越低,更环保,柔韧效果也有机会提升。
当然,本实用新型的可挠式电路软板并不仅限于一层或二层电路板,在其他实施例中,可挠式电路软板包括多层线路层2a与多层介电层2b,介电层2b与线路层2a会依序交错迭置且设于线路层2a与光源202相背的一侧,光源202设于多层线路层2a的最上一层,通过线路层2a的最上一层与电源电气连通。在其他实施例中,作为灯板2的可挠式电路软板的长度大于灯管的长度。
请参见图23,在一实施例中,作为灯板2的可挠式电路软板由上而下依序包括一第一线路层2a,一介电层2b及一第二线路层2c,第二线路层2c的厚度大于第一线路层2a的厚度,灯板2的长度大于灯管1的长度,其中在灯板2未设有光源202且突出于灯管1的末端区域上,第一线路层2a及第二线路层2c分别通过二个贯穿孔203及204电气连通,但贯穿孔203及204彼此不连通以避免短路。
藉此方式,由于第二线路层2c厚度较大,可起到支撑第一线路层2a及介电层2b的效果,同时让灯板2贴附于灯管1的内管壁上时不易产生偏移或变形,以提升制造良率。此外,第一线路层2a及第二线路层2c电气相连通,使得第一线路层2a上的电路布局可以延伸至第二线路层2c,让灯板2上的电路布局更为多元。再者,原本的电路布局走线从单层变成双层,灯板2上的线路层单层面积,亦即宽度方向上的尺寸,可以进一步减缩,让批次进行固晶的灯板数量可以增加,提升生产率。
进一步地,灯板2上未设有光源202且突出于灯管1的末端区域上的第一线路层2a及第二线路层2c,亦可直接被利用来实现电源模组的电路布局,而让电源模组直接配置在可挠式电路软板上得以实现。
请继续参照图2,灯板2上设有若干光源202,灯头3内设有电源5,光源202与电源5之间通过灯板2电气连通。本实用新型各实施例中,电源5可以为单个体(即所有电源模组都集成在一个部件中),并设于灯管1一端的灯头3中;或者电源5也可以分为两部分,称为双个体(即所有电源模组分别设置在两个部件中),并将两部分分别设于灯管两端的灯头3中。如果灯管1仅有一端作强化部处理时,电源优先选择为单个体,并设于强化后的末端区101所对应的灯头3中。
不管是单个体还是双个体,电源的形成方式都可以有多重选择,例如,电源可以为一种灌封成型后的模块,具体地,使用一种高导热的硅胶(导热系数≥0.7w/m·k),通过模具对电源模组进行灌封成型,得到电源,这种方式得到的电源具有高绝缘、高散热、外形更规则的优点,且能够方便地与其他结构件配合。或者,电源也可以为不作灌封胶成型,直接将裸露的电源模组置入灯头内部,或者将裸露的电源模组用传统热缩管包住后,再置入灯头3内部。换言之,本实用新型各实施例中,电源5可为如图7所示以单片印刷电路板搭载电源模组的形式出现,亦可为如图21所示以单个体模块的形式出现。
请参照图2并结合图21,于一实施例中,电源5的一端具有公插51,另一端具有金属插针52,灯板2的端部设有母插201,灯头3上设有用于连接外部电源的空心导电针301。电源5的公插51插设于灯板2的母插201内,金属插针52插设于灯头3的空心导电针301内。此时公插51和母插201相当于转接头,用于将电源5和灯板2电连接。当金属插针52插入空心导电针301内后,经过外部冲压工具冲击空心导电针301,使得空心导电针301发生轻微的变形,从而固定住电源5上的金属插针52,并实现电气连接。通电时,电流依次通过空心导电针301、金属插针52、公插51以及母插201到达灯板2,并通过灯板2到达光源202。然而,电源5的结构则不限于图21所示模块化的样态。电源5可以是一载有电源模组的印刷电路板,再用公插51、母插201的连接方式与灯板2电性连接。
在其他实施例中,任何型式的电源5与灯板2之间的电性连接也可以用传统导线打线方式取代上述的公插51及母插201,即采用一根传统的金属导线,将金属导线的一端与电源电连接,另一端与灯板2电连接。进一步地,金属导线可包覆一绝缘套管以保护使用者免于触电。但导线打线连接的方式有可能在运输过程中会有断裂的问题,质量上稍差。
其他实施例中,电源5与灯板2之间的电性连接可以通过铆钉钉接、锡膏黏接、焊接或是以导线捆绑的方式来直接连接在一起。与前述灯板2的固定方式一致,可挠式电路软板的一侧表面通过粘接剂片4粘接固定于灯管1的内周面,而可挠式电路软板的两端可以选择固定或者不固定在灯管1的内周面上。
如果可挠式电路软板的两端固定在灯管1的内周面上,则优先考虑在可挠式电路软板上设置母插201,然后将电源5的公插51插入母插201实现电气连接。
如果灯板2沿灯管1轴向的两端不固定在灯管1的内周面上,如果采用导线连接,在后续搬动过程中,由于两端自由,在后续的搬动过程中容易发生晃动,因而有可能使得导线发生断裂。因此灯板2与电源5的连接方式优先选择为焊接。具体地,参照图6,可以直接将灯板2爬过强化部结构的过渡区103后焊接于电源5的输出端上,免去导线的使用,提高产品质量的稳定性。此时灯板2不需要设置母插201,电源5的输出端也不需要设置公插51。
如图8所示,具体作法可以是将电源5的输出端留出电源焊盘a,并在电源焊盘a上留锡、以使得焊盘上的锡的厚度增加,方便焊接,相应的,在灯板2的端部上也留出光源焊盘b,并将电源5输出端的电源焊盘a与灯板2的光源焊盘b焊接在一起。将焊盘所在的平面定义为正面,则灯板2与电源5的连接方式以两者正面的焊盘对接最为稳固,但是在焊接时焊接压头典型而言压在灯板2的背面,隔着灯板2来对焊锡加热,比较容易出现可靠度的问题。如果如图14所示,将灯板2正面的光源焊盘b中间开出孔洞,再将其正面朝上迭加在电源5正面的电源焊盘a上来焊接,则焊接压头可以直接对焊锡加热熔解,对实务操作上较为容易实现。
如图8所示,上述实施例中,作为灯板2的可挠式电路软板大部分固定在灯管1的内周面上,只有在两端是不固定在灯管1的内周面上,不固定在灯管1内周面上的灯板2形成一自由部21,而灯板2固定在灯管1的内周面上。自由部21具有上述的焊盘b。在装配时,自由部21和电源5焊接的一端会带动自由部21向灯管1内部收缩。值得注意的是,当作为灯板2的可挠式电路软板如图23所示具有二层线路层2a及2c夹一介电层2b的结构时,前述灯板2未设有光源202且突出于灯管1的末端区域可作为自由部21,而让自由部21实现二层线路层的连通及电源模组的电路布局。
在本实施例中,当灯板2及电源5连接时,焊盘b及a及灯板上的光源202所在表面朝同一方向,而灯板2上的焊盘b上形成有如图14所示的贯通孔e,使得焊盘b及焊盘a相互连通。当灯板2的自由部21朝向灯管1的内部收缩而变形时,电源5的印刷电路板及灯板2之间的焊接连接部对电源5有一个侧向的拉力。进一步地,相较于电源5之焊盘a及灯板2上的焊盘b系面对面的情况,这里的电源5的印刷电路板及灯板2之间的焊接连接部对电源5还有一个向下的拉力。此一向下拉力来自于贯通孔e内的焊料而于电源5及灯板2之间形成一个更为强化及牢固的电性连接。
如图9所示,灯板2的光源焊盘b为两个不连接的焊盘,分别和光源202正负极电连接,焊盘的大小约为3.5×2mm2,电源5的印刷电路板上也有与其相对应的焊盘,焊盘的上方为便于焊接机台自动焊接而有预留锡,锡的厚度可为0.1至0.7mm,较佳值为0.3至0.5mm较为恰当,以0.4mm为最佳。在两个焊盘之间可设置一绝缘孔洞c,避免两个焊盘在焊接的过程中因焊锡熔接在一起而造成电性短路,此外在绝缘孔洞c的后方还可设置定位孔d,用来让自动焊接机台可正确判断出光源焊盘b的正确位置。
灯板的光源焊盘b至少有一个,分别和光源202正负极电连接。在其他实施例中,为了能达到兼容性及后续使用上的扩充性,光源焊盘b的数量可以具有一个以上,例如2个、3个、4个或是4个以上。当焊盘只有1个时,灯板对应二端都会分别与电源电连接,以形成一回路,此时可利用电子组件取代的方式,例如:以电感取代电容当作稳流组件。在此说明书中,“电感”的意思涵盖“电感器”,“电容”的意思涵盖“电容”,且“电阻”的意思涵盖“电阻”。如图10至13所示,当焊盘为3个时,第3个焊盘可以用作接地使用,当焊盘为4个时,第4个焊盘可以用来作信号输入端。相应的,电源焊盘a亦和光源焊盘b数量相同。当焊盘为3个以上时,焊盘间的排列可以为一列并排或是排成两列,依实际使用时的容置面积大小配置在适当的位置,只要彼此不电连接造成短路即可。在其他实施例中,若是将部份电路制作在可挠式电路软板上,光源焊盘b可以单独一个,焊盘数量愈少,在工艺上愈节省流程;焊盘数量愈多,可挠式电路软板和电源输出端的电连接固定愈增强。
如图14所示,在其他实施例中,光源焊盘b的内部可以具有焊接穿孔e的结构,焊接穿孔e的直径可为1至2mm,较佳为1.2至1.8mm,最佳为1.5mm,太小则焊接用的锡不易穿越。当电源5的电源焊盘a与灯板2的光源焊盘b焊接在一起时,焊接用的锡可以穿过所述的焊接穿孔e,然后堆积在焊接穿孔e上方冷却凝结,形成具有大于焊接穿孔e直径的焊球结构g,这个焊球结构g会起到像是钉子的功能,除了通过电源焊盘a和光源焊盘b之间的锡固定外,更可以因为焊球结构g的作用而增强电性连接的稳固定。
如图15至图16所示,在其他实施例中,当光源焊盘b的焊接穿孔e距离灯板2的边缘≦1mm时,焊接用的锡会穿过所述的孔洞e而堆积在孔洞上方边缘,过多的锡也会从灯板2的边缘往下方回流,然后与电源焊盘a上的锡凝结在一起,其结构就像是一个铆钉将灯板2牢牢的钉在电源5的电路板上,具有可靠的电性连接功能。如图17及图18所示,在其他实施例中,焊接缺口f取代了焊接穿孔e,焊盘的焊接穿孔是在边缘,焊接用的锡通过所述的焊接缺口f把电源焊盘a和光源焊盘b电连接固定,锡更容易爬上光源焊盘b而堆积在焊接缺口f周围,当冷却凝结后会有更多的锡形成具有大于焊接缺口f直径的焊球,这个焊球结构会让电性连接结构的固定能力增强。本实施例中,因为焊接缺口的设计,焊接用的锡起到像是C形钉子的功能。
焊盘的焊接穿孔不论是先形成好,或是在焊接的过程中直接用焊接压头或称热压头打穿,都可以达到本实施例所述的结构。所述的焊接压头其与焊锡接触的表面可以为平面,凹面,凸面或这些组合;而所述的焊接压头用于限制所欲焊接对象例如灯板2的表面可以为长条状或是网格状,所述的与焊锡接触的表面不完全将穿孔覆盖,确保焊锡能从穿孔穿出,当焊锡穿出焊接穿孔堆积在焊接穿孔周围时,凹部能提供焊球的容置位置。在其他实施例中,作为灯板2的可挠式电路软板具有一定位孔,在焊接时可以通过定位孔将电源焊盘a和光源焊盘b的焊盘精准的定位。
于上述实施例中,灯板2的光源焊盘b和电源5的电源焊盘a可通过焊接方式固定,焊盘的穿孔不论是先形成好,或是在焊接的过程中系直接用焊接压头打穿。
请参照图9,灯板2与电源5的印刷电路板上也有与其相对应的焊盘,焊盘的上方为便于焊接机台自动焊接而有预留锡,一般而言锡的厚度较佳值为0.3至0.5mm则可以将灯板2稳固地焊接在电源5的印刷电路板上。
请参照图19和图20,在其它的实施方式中,上述通过焊接方式固定的灯板2和电源5可以用搭载有电源模组250的电路板组合件25取代。电路板组合件25具有一长电路板251和一短电路板253,长电路板251和短电路板253彼此贴合通过黏接方式固定,短电路板253位于长电路板251周缘附近。短电路板253上具有电源模组25,整体构成电源。短电路板253材质较长电路板251硬,以达到支撑电源模组250的作用。
长电路板251可以为上述作为灯板2的可挠式电路软板或柔性基板,且具有图7所示的线路层2a。灯板2的线路层2a和电源模组250电连接的方式可依实际使用情况有不同的电连接方式。如图19所示,电源模组250和长电路板251上将与电源模组250电性连接的线路层2a皆位于短电路板253的同一侧,电源模组250直接与长电路板251电气连接。如图20所示,电源模组250和长电路板251上将与电源模组250电性连接的线路层2a系分别位于短电路板253的两侧,电源模组250穿通过短电路板253和灯板2的线路层2a电气连接。
如图19所示,在一实施例中,电路板组合件25省略了前述实施例中灯板2和电源5要用焊接的方式固定的情况,而是先将长电路板251和短电路板253黏接固定,再将电源模组250和灯板2的线路层2a电气连接。此外,灯板2如上述并不仅限于一层或二层电路板,可以是如图23所示还包含另一层线路层2c。光源202设于线路层2a,通过线路层2a与电源5电气连通。如图20所示,在另一实施例中,电路板组合件25具有一长电路板251和一短电路板253,长电路板251可以为上述灯板2的可挠式电路软板或柔性基板,灯板2包括一线路层2a与一介电层2b,先将介电层2b和短电路板253以拼接方式固接,之后,再将线路层2a贴附在介电层2b上并延伸至短电路板253上。以上各实施例,均不脱离本实用新型电路板组合件25的应用范围。
在上述各实施例中,短电路板253的长度约为15毫米至40毫米,较佳为19毫米至36毫米,长电路板251的长度可为800毫米至2800毫米,较佳为1200毫米至2400毫米。短电路板253和长电路板251的比例可以为1:20至1:200。
此外,在前述的实施例中,当灯板2和电源5系通过焊接方式固定时,灯板2的端部并不固定在灯管1的内周面上,无法安全的固定支撑住电源5,在其他实施例中,若电源5必须另行固定在灯管1末端区的灯头内,则灯头会相对较长而压缩了灯管1有效的发光面积。
请参考图22,在一实施例中,所使用的灯板为铝制硬式电路板22,因其端部可相对的固定在灯管1的末端区,而电源5则采用垂直于硬式电路板22的方式焊接固定在硬式电路板22端部上方,一来便于焊接工艺的实施,二来灯头3不需要具有足以承载电源5之总长度的空间而可以缩短长度,如此可增加灯管有效的发光面积。此外,在前述的实施例中,电源5上除了装设有电源模组之外,还需要另行焊接金属导线与灯头3的空心导电针301形成电气连接。在本实施例中,可以直接使用于电源5上,做为电源模组的导电引脚53与灯头3电气连接,不需额外再焊接其它导线,更有利于制程之简化。
接下来说明电源组件250的电路设计及应用。
请参见图24A,为根据本实用新型第一较佳实施例的LED直管灯的电源组件的应用电路方块示意图。交流电源508系用以提供交流电源信号。交流电源508可以为市电,电压范围100-277V,频率为50或60Hz。灯管驱动电路505接收交流电源508的交流电源信号,并转换成交流驱动信号以做为外部驱动信号。灯管驱动电路505可以为电子镇流器,用以将市电的信号转换而成高频、高压的交流驱动信号。常见电子镇流器的种类,例如:瞬时启动型(Instant Start)电子镇流器、预热启动型(Program Start)电子镇流器、快速启动型(RapidStart)电子镇流器等,本实用新型的LED直管灯均适用。交流驱动信号的电压大于300V,较佳电压范围为400-700V;频率大于10kHz,较佳频率范围为20k-50kHz。LED直管灯500接收外部驱动信号,在本实施例中,外部驱动信号为灯管驱动电路505的交流驱动信号,而被驱动发光。在本实施例中,LED直管灯500为单端电源的驱动架构,灯管的同一端灯头具有第一接脚501、第二接脚502。第一接脚501、第二接脚502,用以接收外部驱动信号。本实施例的第一接脚501、第二接脚502耦接(即,电连接、或直接或间接连接)至灯管驱动电路505以接收交流驱动信号。
值得注意的是,灯管驱动电路505为可省略的电路,故在图式中以虚线标示出。当灯管驱动电路505省略时,交流电源508与第一接脚501、第二接脚502耦接。此时,第一接脚501、第二接脚502接收交流电源508所提供的交流电源信号,以做为外部驱动信号。
除了上述的单端电源的应用外,本实用新型的LED直管灯500也可以应用至双端单接脚的电路结构。请参见图24B,为根据本实用新型第二较佳实施例的LED直管灯的电源组件的应用电路方块示意图。相较于图24A所示,第一接脚501、第二接脚502分别置于LED直管灯500的灯管相对的双端灯头以形成双端各单接脚,其余的电路连接及功能则与图24A所示电路相同。
接着,请参见图24C,为根据本实用新型第一较佳实施例的LED灯的电路方块示意图。LED灯的电源组件主要包含第一整流电路510、滤波电路520以及LED驱动模块530。第一整流电路510耦接第一接脚501、第二接脚502,以接收外部驱动信号,并对外部驱动信号进行整流,然后由第一整流输出端511、第二整流输出端512输出整流后信号。在此的外部驱动信号可以是图24A及图24B中的交流驱动信号或交流电源信号,甚至也可以为直流信号而不影响LED灯的操作。滤波电路520与所述第一整流电路耦接,用以对整流后信号进行滤波;即滤波电路520耦接第一整流输出端511、第二整流输出端512以接收整流后信号,并对整流后信号进行滤波,然后由第一滤波后输出端521、第二滤波后输出端522输出滤波后信号。LED驱动模块530与滤波电路520耦接,以接收滤波后信号并发光;即LED驱动模块530耦接第一滤波后输出端521、第二滤波后输出端522以接收滤波后信号,然后驱动LED驱动模块530内的LED组件(未绘出)发光。此部分请详见之后实施例的说明。
值得注意的是,在本实施例中,第一整流输出端511、第二整流输出端512及第一滤波后输出端521、第二滤波后输出端522的数量均为二,而实际应用时则根据第一整流电路510、滤波电路520以及LED驱动模块530各电路间信号传递的需求增加或减少,即各电路间耦接端点可以为一个或以上。
再者,图24C所示的LED灯的电源组件以及以下LED灯的电源组件的各实施例,除适用于图24A及图24B所示的LED直管灯外,对于包含两接脚用以传递电力的发光电路架构,例如:球泡灯、PAL灯、插管节能灯(PLS灯、PLD灯、PLT灯、PLL灯等)等各种不同的照明灯的灯座规格均适用。
请参见图24D,为根据本实用新型第三较佳实施例的LED直管灯的电源组件的应用电路方块示意图。交流电源508系用以提供交流电源信号。灯管驱动电路505接收交流电源508的交流电源信号,并转换成交流驱动信号。LED直管灯500接收灯管驱动电路505的交流驱动信号,而被驱动发光。在本实施例中,LED直管灯500为双端(各双接脚)电源,灯管的一端灯头具有第一接脚501、第二接脚502,另一端灯头具有第三接脚503、第四接脚504。第一接脚501、第二接脚502、第三接脚503及第四接脚504耦接至灯管驱动电路505以共同接收交流驱动信号,以驱动LED直管灯500内的LED组件(未绘出)发光。。然而,在其他实施例中,灯管的每一端灯头可具有至少一接脚,用以接收交流驱动信号。亦即为达到LED直管灯500双端通电之目的,并不必要在每一端灯头都使用两个接脚。在本实施例中,交流电源508可以为市电,而灯管驱动电路505可以是安定器或电子镇流器。
请参见图24E,为根据本实用新型第二较佳实施例的LED灯的电路方块示意图。LED灯的电源组件主要包含第一整流电路510、滤波电路520、LED驱动模块530以及第二整流电路540。第一整流电路510耦接第一接脚501、第二接脚502,用以接收并整流第一接脚501、第二接脚502所传递的外部驱动信号;第二整流电路540耦接第三接脚503、第四接脚504,用以接收并整流第三接脚503、第四接脚504所传递的外部驱动信号。也就是说,LED灯的电源组件可以包含第一整流电路510及第二整流电路540共同于第一整流输出端511、第二整流输出端512输出整流后信号。滤波电路520耦接第一整流输出端511、第二整流输出端512以接收整流后信号,并对整流后信号进行滤波,然后由第一滤波后输出端521、第二滤波后输出端522输出滤波后信号。LED驱动模块530耦接第一滤波后输出端521、第二滤波后输出端522以接收滤波后信号,然后驱动LED驱动模块530内的LED组件(未绘出)发光。
本实施例的LED灯的电源组件可以应用至图24D的双端电源架构。值得注意的是,由于本实施例的LED灯的电源组件同时具有第一整流电路510及第二整流电路540,也可以应用至图24A、图24B的单端电源架构,来接收外部驱动信号(包含前述实施例中的交流电源信号、交流驱动信号等)。当然,除本实施例外,其余各实施例的的LED灯的电源组件也可以应用至直流信号的驱动架构。
请参见图25A,为根据本实用新型第一较佳实施例的整流电路的电路示意图。整流电路610为桥式整流电路,包含第一整流二极管611、第二整流二极管612、第三整流二极管613及第四整流二极管614,用以对所接收的信号进行全波整流。第一整流二极管611的正极耦接第二整流输出端512,负极耦接第二接脚502。第二整流二极管612的正极耦接第二整流输出端512,负极耦接接脚501。第三整流二极管613的正极耦接第二接脚502,负极耦接第一整流输出端511。整流二极管614的正极耦接接脚501,负极耦接第一整流输出端511。
当第一接脚501、第二接脚502接收的信号为交流信号时,整流电路610的操作描述如下。当交流信号处于正半波时,交流信号依序经第一接脚501、整流二极管614和第一整流输出端511后流入,并依序经第二整流输出端512、第一整流二极管611和第二接脚502后流出。当交流信号处于负半波时,交流信号依序经第二接脚502、第三整流二极管613和第一整流输出端511后流入,并依序经第二整流输出端512、第二整流二极管612和接脚501后流出。因此,不论交流信号处于正半波或负半波,整流电路610的整流后信号的正极均位于第一整流输出端511,负极均位于第二整流输出端512。依据上述操作说明,整流电路610输出的整流后信号为全波整流信号。
当第一接脚501、第二接脚502耦接直流电源而接收直流信号时,整流电路610的操作描述如下。当第一接脚501耦接直流电源的正端而第二接脚502耦接直流电源的负端时,直流信号依序经第一接脚501、整流二极管614和第一整流输出端511后流入,并依序经第二整流输出端512、第一整流二极管611和第二接脚502后流出。当第一接脚501耦接直流电源的负端而第二接脚502耦接直流电源的正端时,交流信号依序经第二接脚502、第三整流二极管613和第一整流输出端511后流入,并依序经第二整流输出端512、第二整流二极管612和第一接脚501后流出。同样地,不论直流信号如何通过第一接脚501、第二接脚502输入,整流电路610的整流后信号的正极均位于第一整流输出端511,负极均位于第二整流输出端512。
因此,在本实施例的整流电路610不论所接收的信号为交流信号或直流信号,均可正确输出整流后信号。
请参见图25B,为根据本实用新型第二较佳实施例的整流电路的电路示意图。整流电路710包含第一整流二极管711及第二整流二极管712,用以对所接收的信号进行半波整流。第一整流二极管711的正端耦接第二接脚502,负端耦接第一整流输出端511。第二整流二极管712的正端耦接第一整流输出端511,负端耦接第一接脚501。第二整流输出端512视实际应用而可以省略或者接地。
接着说明整流电路710的操作如下。
当交流信号处于正半波时,交流信号在第一接脚501输入的信号准位高于在第二接脚502输入的信号准位。此时,第一整流二极管711及第二整流二极管712均处于逆偏的截止状态,整流电路710停止输出整流后信号。当交流信号处于负半波时,交流信号在第一接脚501输入的信号准位低于在第二接脚502输入的信号准位。此时,第一整流二极管711及第二整流二极管712均处于顺偏的导通状态,交流信号经由第一整流二极管711、第一整流输出端511而流入,并由第二整流输出端512或LED灯的另一电路或接地端流出。依据上述操作说明,整流电路710输出的整流后信号为半波整流信号。
请参见图25C,为根据本实用新型第三较佳实施例的整流电路的电路示意图。整流电路810包含整流单元815和端点转换电路541,以进行半波整流。在本实施例中,整流单元815为半波整流电路,包含第一整流二极管811及第二整流二极管812,用以进行半波整流。第一整流二极管811的正端耦接第二整流输出端512,负端耦接半波连接点819。第二整流二极管812的正端耦接半波连接点819,负端耦接第一整流输出端511。端点转换电路541耦接半波连接点819,以及第一接脚501及第二接脚502,用以将第一接脚501及第二接脚502所接收的信号传递至半波连接点819。藉由端点转换电路541的端点转换功能,整流电路810可以提供两个输入端(耦接第一接脚501及第二接脚502的端点)及两个输出端(第一整流输出端511及第二整流输出端512)。
接着说明在某些实施例中整流电路810的操作如下。
当交流信号处于正半波时,交流信号依序经第一接脚501(或者第二接脚502)、端点转换电路541、半波连接点819、第二整流二极管812和第一整流输出端511后流入,并由LED灯的另一电路流出。当交流信号处于负半波时,交流信号并由LED灯的另一电路流入,然后经第二整流输出端512、第一整流二极管811、半波连接点819、端点转换电路541和第一接脚501(或者第二接脚502)后流出。
值得注意的是,端点转换电路541可以包含电阻、电容、电感或其组合,来同时具有限流/限压、保护、电流/电压调节等功能中的至少一个。这些功能的说明请参见于后说明。
实际应用上,整流单元815和端点转换电路541可以调换而不影响半波整流功能。请参见图25D,为根据本实用新型第四较佳实施例的整流电路的电路示意图。第一整流二极管811的正端耦接第二接脚502,第二整流二极管812的负端耦接第一接脚501,而第一整流二极管811的负端及第二整流二极管812的正端同时耦接半波连接点819。端点转换电路541耦接半波连接点819,以及第一整流输出端511及第二整流输出端512。当交流信号处于正半波时,交流信号并由LED灯的另一电路流入,然后经第二整流输出端512(或者第一整流输出端511)、端点转换电路541半波连接点819、第二整流二极管812、和第一接脚501后流出。当交流信号处于负半波时,交流信号依序经第二接脚502、第一整流二极管811、半波连接点819、端点转换电路541和第一整流输出端511(或第二整流输出端512)后流入,并由LED灯的另一电路流出。
值得说明的是,图25C和图25D所示的实施例中的和端点转换电路541可以被省略,故以虚线来表示。图25C省略端点转换电路541后,第一接脚501及第二接脚502耦接至半波连接点819。图25D省略端点转换电路541后,第一整流输出端511及第二整流输出端512耦接至半波连接点819。
图25A到图25D所示的整流电路的第一接脚501及第二接脚502变更为第三接脚503及第四接脚504时,即可作为图24E所示的第二整流电路540。
接着搭配图24C、图24E来说明第一整流电路510及第二整流电路540的选用及组合。
图24C所示实施例的第一整流电路510可以使用图25A所示的整流电路610。
图24E所示实施例的第一整流电路510及第二整流电路540则可以使用图25A至图25D中的任一整流电路,而图25C和图25D所示的整流电路也可以省略端点转换电路541而不影响LED直管灯操作所需的整流功能。当第一整流电路510及第二整流电路540选用图25B至图25D的半波整流的整流电路时,随着交流信号处于正半波或负半波,第一整流电路510及第二整流电路540其中之一负责流入,另一负责流出。再者,第一整流电路510及第二整流电路540若同时选用图25C或图25D,或者图25C和图25D各一,则其中之一的端点转换电路541即可具有限流/限压、保护、电流/电压调节的功能,另一端点转换电路541可以省略。
请参见图26A,为根据本实用新型第一较佳实施例的端点转换电路的电路示意图。端点转换电路641包含电容642,电容642的一端同时耦接第一接脚501及第二接脚502,另一端耦接半波连接点819。电容642对交流信号具有等效阻抗值。交流信号的频率越低,电容642的等效阻抗值越大;交流信号的频率越高,电容642的等效阻抗值越小。因此,本实施例的端点转换电路641中的电容642具有高通滤波作用。再者,端点转换电路641与LED灯中的LED组件为串联,并具有等效阻抗下,对LED组件具有限流、限压的作用,可以避免LED组件的电流及跨压过高而损害LED组件。另外,藉由配合交流信号的频率选择电容642的容值,更可对LED组件具有电流、电压调节的作用。
值得注意的是,端点转换电路641可以额外包含电容645或/及电容646。电容645一端耦接半波连接点819,另一端耦接第三接脚503。电容646一端耦接半波连接点819,另一端耦接第四接脚504。即,电容645及646以半波连接点819做为共同连接端,做为电流调整电容的电容642耦接共同连接端以及第一接脚501及第二接脚502。这样的电路架构下,第一接脚501及第二接脚502其中之一与第三接脚503之间有串联的电容642及645,或者第一接脚501及第二接脚502其中之一与第四接脚504之间有串联的电容642及646。藉由串联的电容的等效阻抗值,交流信号被分压。请同时参见图24E,根据串联的电容的等效阻抗值的比例,可以控制第一整流电路510中的电容642的跨压以及滤波电路520及LED驱动模块530上的跨压,使流经LED驱动模块530的LED模块的电流限制于一额定电流值之内,且同时避免过高电压毁损滤波电路520及LED驱动模块530而达到保护滤波电路520及LED驱动模块530的作用。
请参见图26B,为根据本实用新型第二较佳实施例的端点转换电路的电路示意图。端点转换电路741包含电容743及744。电容743的一端耦接第一接脚501,另一端耦接半波连接点819。电容744的一端耦接第二接脚502,另一端耦接半波连接点819。相较于图26A所示的端点转换电路641,端点转换电路741主要系将电容642改为两个电容743及744。电容743及744的电容值可以相同,也可以视第一接脚501及第二接脚502所接收的信号大小而为不同。
同样地,端点转换电路741可以额外包含电容745或/及电容746,分别耦接至第三接脚503及第四接脚504。如此,第一接脚501及第二接脚502中任一与第三接脚503及第四接脚504中任一均有串联的电容而达到分压作用以及保护的功能。
请参见图26C,为根据本实用新型第三较佳实施例的端点转换电路的电路示意图。端点转换电路841包含电容842、843及844。电容842及843串联于第一接脚501及半波连接点819之间。电容842及844串联于第二接脚502及半波连接点819之间。在这样的电路架构下,电容842、843及844之间任一短路,第一接脚501及半波连接点819接脚之间以及第二接脚502及半波连接点819之间均仍存在电容而仍有限流的作用。因此,对于使用者误触LED灯而发生触电时,可以避免过高电流流经人体而造成使用者触电伤害。电容843、844的容值较佳为电容842的容值的一半。
同样地,端点转换电路841可以额外包含电容845或/及电容846,分别耦接至第三接脚503及第四接脚504。如此,第一接脚501及第二接脚502中任一与第三接脚503及第四接脚504中任一均有串联的电容而达到分压作用以及保护的功能。
上述实施例的电容645及646、电容745及746及电容845及846上的分压较佳为低于500V,例如:100-500V的范围,更佳为低于400V,例如:300-400V的范围。
请参见图26D,为根据本实用新型第四较佳实施例的端点转换电路的电路示意图。端点转换电路941包含保险丝947、948。保险丝947一端耦接第一接脚501,另一端耦接半波连接点819。保险丝948一端耦接第二接脚502,另一端耦接半波连接点819。藉此,当第一接脚501及第二接脚502任一流经的电流高于保险丝947及948的额定电流时,保险丝947及948就会对应地熔断而开路,藉此达到过流保护的功能。
当然,上述端点转换电路的实施例中的第一接脚501及第二接脚502改为第三接脚503及第四接脚504(以及第三接脚503及第四接脚504改为第一接脚501及第二接脚502),即可转用至第二整流电路540。
上述端点转换电路实施例中的电容的电容值较佳为落在100pF~100nF之间。另外,电容可以并联或串联的二个或以上的电容来等效取代。例如:电容642、842可以用两个电容串联来代替。2个电容其中之一的容值可自1.0nF~2.5nF的范围内选取,较佳的选取1.5nF;另一个选自1.5nF~3.0nF的范围,较佳的选取2.2nF。
请参见图27A,为根据本实用新型第一较佳实施例的滤波电路的电路方块示意图。图中绘出第一整流电路510仅用以表示连接关系,并非滤波电路520包含第一整流电路510。滤波电路520包含滤波单元523,耦接第一整流输出端511及第二整流输出端512,以接收整流电路所输出的整流后信号,并滤除整流后信号中的纹波后输出滤波后信号。因此,滤波后信号的波形较整流后信号的波形更平滑。滤波电路520也可更包含滤波单元524,耦接于整流电路及对应接脚之间,例如:第一整流电路510与第一接脚501、第一整流电路510与第二接脚502、第二整流电路540与第三接脚503及第二整流电路540与第四接脚504,用以对特定频率进行滤波,以滤除外部驱动信号的特定频率。在本实施例,滤波单元524耦接于第一接脚501与第一整流电路510之间。滤波电路520也可更包含滤波单元525,耦接于第一接脚501与第二接脚502其中之一与第一整流电路510其中之一的二极管之间或第三接脚503与第四接脚504其中之一与第二整流电路540其中之一的二极管,用以降低或滤除电磁干扰(EMI)。在本实施例,滤波单元525耦接于第一接脚501与与第一整流电路510其中之一的二极管(未绘出)之间。由于滤波单元524及525可视实际应用情况增加或省略,故图中以虚线表示之。
请参见图27B,为根据本实用新型第一较佳实施例的滤波单元的电路示意图。滤波单元623包含一电容625。电容625的一端耦接第一整流输出端511及第一滤波输出端521,另一端耦接第二整流输出端512及第二滤波输出端522,以对由第一整流输出端511及第二整流输出512输出的整流后信号进行低通滤波,以滤除整流后信号中的高频成分而形成滤波后信号,然后由第一滤波输出端521及第二滤波输出端522输出。
请参见图27C,为根据本实用新型第二较佳实施例的滤波单元的电路示意图。滤波单元723为π型滤波电路,包含电容725、电感726以及电容727。电容725的一端耦接第一整流输出端511并同时经过电感726耦接第一滤波输出端521,另一端耦接第二整流输出端512及第二滤波输出端522。电感726耦接于第一整流输出端511及第一滤波输出端521之间。电容727的一端经过电感726耦接第一整流输出端511并同时耦接第一滤波输出端521,另一端耦接第二整流输出端512及第二滤波输出端522。
等效上来看,滤波单元723较图27B所示的滤波单元623多了电感726及电容727。而且电感726与电容727也同电容725般,具有低通滤波作用。故,本实施例的滤波单元723相较于图27B所示的滤波单元623,具有更佳的高频滤除能力,所输出的滤波后信号的波形更为平滑。
上述实施例中的电感726的感值较佳为选自10nH~10mH的范围。电容625、725、727的容值较佳为选自100pF~1uF的范围。
请参见图27D,为根据本实用新型第三较佳实施例的滤波单元的电路示意图。滤波单元824包含并联的电容825及电感828。电容825的一端耦接第一接脚501,另一端耦接第一整流输出端511,以对由第一接脚501输入的外部驱动信号进行高通滤波,以滤除外部驱动信号中的低频成分。电感828的一端耦接第一接脚501,另一端耦接第一整流输出端511,以对由第一接脚501输入的外部驱动信号进行低通滤波,以滤除外部驱动信号中的高频成分。因此,电容825及电感828的结合可对外部驱动信号中特定频率呈现高阻抗。也就是,并联的电容和电感对外部驱动信号的等效阻抗于特定频率上呈现最大值。
经由适当地选取电容825的容值以及电感828的感值,可使阻抗对应频滤的中心频率(阻抗最大值)位于特定频率上,中心频率为其中L为电感828的感值,C为电容825的容值。例如:较佳的中心频率在20-30kHz范围内,更佳为25kHz,因此具有滤波单元824的LED灯可符合UL认证的安规要求。
值得注意的是,滤波单元824可包含电阻829。电阻829耦接于第一接脚501及第一整流输出端511之间。因此,电阻829与并联的电容825、电感828串联。举例来说,电阻829耦接于第一接脚501及并联的电容825和电感828之间,或者电阻829耦接于第一整流输出端511及并联的电容825和电感828之间。在本实施例,电阻829耦接于第一接脚501及并联的电容825和电感828之间。电阻829用以调整电容825及电感828所构成的LC电路的Q值,以更适应于不同Q值要求的应用环境。由于电阻829为非必要组件,故在本实施例中以虚线表示。
电容825的容值较佳为在10nF~2uF的范围内。电感828的感值较佳为小于2mH,更佳为小于1mH,可以使用空心电感或工字电感。电阻829较佳为大于50欧姆,更佳为大于500欧姆。
除了上述的实施例所示的滤波电路外,传统的低通或带通滤波器均可以作为本实用新型的滤波单元而使用于滤波电路内。
请参见图27E,为根据本实用新型第四较佳实施例的滤波单元的电路示意图。在本实施例中,滤波单元925设置于图25A所示的整流电路610之内,以降低整流电路610及/或其他电路所造成电磁干扰(EMI)。在本实施例中,滤波单元925包含EMI电容,耦接于第一接脚501与整流二极管614的正端之间并同时也耦接于第二接脚502与第三整流二极管613的正端之间,以降低第一接脚501及第二接脚502所接收交流驱动信号的正半波传递时伴随的电磁干扰。滤波单元925的EMI电容也耦接于第二整流二极管612的负端与第一接脚501之间并同时也耦接第一整流二极管611的负端与第二接脚502之间,以降低第一接脚501及第二接脚502所接收交流驱动信号的负半波传递时伴随的电磁干扰。也就是,整流电路610为全桥整流电路并包含第一整流二极管611、第二整流二极管612、第三整流二极管613及第四整流二极管614,第一整流二极管611、第二整流二极管612、第三整流二极管613及第四整流二极管614中两个整流二极管-第一整流二极管611及第三整流二极管613,其中第三整流二极管613的正端及第一整流二极管611的负端连接形成一第一滤波连接点,第一整流二极管611、第二整流二极管612、第三整流二极管613及第四整流二极管614中另两个整流二极管-第二整流二极管612及第四整流二极管614,其中第四整流二极管614的正端及第二整流二极管612的负端连接形成一第二滤波连接点,滤波单元925的EMI电容耦接于第一滤波连接点及第二滤波连接点之间。
另外,请参见图25C与图26A、图26B及图26C,相似的,图26A、图26B及图26C其中之一的电路中的任一电容均耦接于与图25C的电路中的任一二极管及第一接脚501及第二接脚502(或者第三接脚503及第四接脚504)之间,因此图26A、图26B及图26C中的任一或全部电容可以做为滤波单元的EMI电容使用,而达到降低电路的电磁干扰之功能。也就是,图24C及图24E中的第一整流电路510可以是半波整流电路并包含两个整流二极,两个整流二极管其中之一的正端连接另一的负端形成半波连接点,图26A、图26B及图26C中的任一或全部电容耦接于两个整流二极管的半波连接点及所述两个接脚至少其中之一;或者及图24E中的第二整流电路540可以是半波整流电路并包含两个整流二极,两个整流二极管其中之一的正端连接另一的负端形成半波连接点,图26A、图26B及图26C中的任一或全部电容耦接于两个整流二极管的半波连接点及所述第三接脚及所述第四接脚至少其中之一。
再者,滤波单元925耦接第一接脚501与第二接脚502,等同使第一接脚501与第二接脚502之间为短路。请同时参见图26A到图26C,配合滤波单元925使使第一接脚501与第二接脚502之间为短路的作用,各实施例中的电容645及646、电容745及746、电容845及846均可以省略其中之一。不论外部交流信号由第一接脚501或第二接脚502输出,电容645及646、电容745及746、电容845及846均可以省略其中之一后仍可达到分压的作用。
值得注意的是,图27E所示实施例中的EMI电容可以做为图27D所示实施例中的滤波单元824的电容而与滤波单元824的电感搭配,而同时达到对特定频率呈现高阻抗及降低电磁干扰的功能。也就是,当整流电路为全桥整流电路时,滤波单元824的电容825耦接于全桥整流电路的第一滤波连接点及第二滤波连接点之间,当整流电路为半波整流电路时,滤波单元824的电容825耦接于半波整流电路的半波连接点及所述两个接脚至少其中之一。
请参见图28A,为根据本实用新型第一较佳实施例的LED模块的电路示意图。LED模块630的正端耦接第一滤波输出端521,负端耦接第二滤波输出端522。LED模块630包含至少一个LED单元632,即前述实施例中的光源。LED单元632为两个以上时彼此并联。每一个LED单元的正端耦接LED模块630的正端,以耦接第一滤波输出端521;每一个LED单元的负端耦接LED模块630的负端,以耦接第二滤波输出端522。LED单元632包含至少一个LED组件631。当LED组件631为复数时,LED组件631串联成一串,第一个LED组件631的正端耦接所属LED单元632的正端,第一个LED组件631的负端耦接下一个(第二个)LED组件631。而最后一个LED组件631的正端耦接前一个LED组件631的负端,最后一个LED组件631的负端耦接所属LED单元632的负端。
值得注意的是,LED模块630可产生电流侦测信号S531,代表LED模块630的流经电流大小,以作为侦测、控制LED模块630之用。
请参见图28B,为根据本实用新型第二较佳实施例的LED模块的电路示意图。LED模块630的正端耦接第一滤波输出端521,负端耦接第二滤波输出端522。LED模块630包含至少二个LED单元732,而且每一个LED单元732的正端耦接LED模块630的正端,以及负端耦接LED模块630的负端。LED单元732包含至少二个LED组件731,在所属的LED单元732内的LED组件731的连接方式如同图28A所描述般,LED组件731的负极与下一个LED组件731的正极耦接,而第一个LED组件731的正极耦接所属LED单元732的正极,以及最后一个LED组件731的负极耦接所属LED单元732的负极。再者,本实施例中的LED单元732之间也彼此连接。每一个LED单元732的第n个LED组件731的正极彼此连接,负极也彼此连接。因此,本实施例的LED模块630的LED组件间的连接为网状连接。
相较于图29的实施例,上述实施例的LED驱动模块530包含LED模块630但未包含驱动电路。
同样地,本实施例的LED模块630可产生电流侦测信号S531,代表LED模块630的流经电流大小,以作为侦测、控制LED模块630之用。
另外,实际应用上,LED单元732所包含的LED组件731的数量较佳为15-25个,更佳为18-22个。
请参见图28C,为根据本实用新型第一较佳实施例的LED模块的走线示意图。本实施例的LED组件831的连接关系同图28B所示,在此以三个LED单元为例进行说明。正极导线834与负极导线835接收驱动信号,以提供电力至各LED组件831,举例来说:正极导线834耦接前述滤波电路520的第一滤波输出端521,负极导线835耦接前述滤波电路520的第二滤波输出端522,以接收滤波后信号。为方便说明,图中将每一个LED单元中的第n个划分成同一LED组833。
正极导线834连接最左侧三个LED单元中的第一个LED组件831,即如图所示最左侧LED组833中的三个LED组件的(左侧)正极,而负极导线835连接三个LED单元中的最后一个LED组件831,即如图所示最右侧LED组833中的三个LED组件的(右侧)负极。每一个LED单元的第一个LED组件831的负极,最后一个LED组件831的正极以及其他LED组件831的正极及负极则通过连接导线839连接。
换句话说,最左侧LED组833的三个LED组件831的正极通过正极导线834彼此连接,其负极通过最左侧连接导线839彼此连接。左二LED组833的三个LED组件831的正极通过最左侧连接导线839彼此连接,其负极通过左二的连接导线839彼此连接。由于最左侧LED组833的三个LED组件831的负极及左二LED组833的三个LED组件831的正极均通过最左侧连接导线839彼此连接,故每一个LED单元的第一个LED组件的负极与第二个LED组件的正极彼此连接。依此类推从而形成如图28B所示的网状连接。
值得注意的是,连接导线839中与LED组件831的正极连接部分的宽度836小于与LED组件831的负极连接部分的宽度837。使负极连接部分的面积大于正极连接部分的面积。另外,宽度837小于连接导线839中同时连接邻近两个LED组件831中其中之一的正极及另一的负极的部分的宽度838,使同时与正极与负极部分的面积大于仅与负极连接部分的面积及正极连接部分的面积。因此,这样的走线架构有助于LED组件的散热。
另外,正极导线834还可包含有正极引线834a,负极导线835还可包含有负极引线835a,使LED模块的两端均具有正极及负极连接点。这样的走线架构可使LED灯的电源组件的其他电路,例如:滤波电路520、第一整流电路510及第二整流电路540由任一端或同时两端的正极及负极连接点耦接到LED模块,增加实际电路的配置安排的弹性。
请参见图28D,为根据本实用新型第二较佳实施例的LED模块的走线示意图。本实施例的LED组件931的连接关系同图28A所示,在此以三个LED单元且每个LED单元包含7个LED组件为例进行说明。正极导线934与负极导线935接收驱动信号,以提供电力至各LED组件931,举例来说:正极导线934耦接前述滤波电路520的第一滤波输出端521,负极导线935耦接前述滤波电路520的第二滤波输出端522,以接收滤波后信号。为方便说明,图中将每一个LED单元中七个LED组件划分成同一LED组932。
正极导线934连接每一LED组932中第一个(最左侧)LED组件931的(左侧)正极。负极导线935连接每一LED组932中最后一个(最右侧)LED组件931的(右侧)负极。在每一LED组932中,邻近两个LED组件931中左方的LED组件931的负极通过连接导线939连接右方LED组件931的正极。藉此,LED组932的LED组件串联成一串。
值得注意的是,连接导线939用以连接相邻两个LED组件931的其中之一的负极及另一的正极。负极导线935用以连接各LED组的最后一个(最右侧)的LED组件931的负极。正极导线934用以连接各LED组的第一个(最左侧)的LED组件931的正极。因此,其宽度及供LED组件的散热面积依上述顺序由大至小。也就是说,连接导线939的宽度938最大,负极导线935连接LED组件931负极的宽度937次之,而正极导线934连接LED组件931正极的宽度936最小。因此,这样的走线架构有助于LED组件的散热。
另外,正极导线934还可包含有正极引线934a,负极导线935还可包含有负极引线935a,使LED模块的两端均具有正极及负极连接点。这样的走线架构可使LED灯的电源组件的其他电路,例如:滤波电路520、第一整流电路510及第二整流电路540由任一端或同时两端的正极及负极连接点耦接到LED模块,增加实际电路的配置安排的弹性。
再者,图28C及53D中所示的走线可以可挠式电路板来实现。举例来说,可挠式电路板具有单层线路层,以蚀刻方式形成图28C中的正极导线834、正极引线834a、负极导线835、负极引线835a及连接导线839,以及图28D中的正极导线934、正极引线934a、负极导线935、负极引线935a及连接导线939。
请参见图28E,为根据本实用新型第三较佳实施例的LED模块的走线示意图。本实施例系将图28C的LED模块的走线由单层线路层改为双层线路层,主要是将正极引线834a及负极引线835a改至第二层线路层。说明如下。
请同时参见图23,可挠式电路板具有双层线路层,包括一第一线路层2a,介电层2b及第二线路层2c。第一线路层2a及第二线路层2c间以介电层2b进行电性隔离。可挠式电路板的第一线路层2a以蚀刻方式形成图28E中的正极导线834、负极导线835及连接导线839,以电连接所述多个LED组件831,例如:电连接所述多个LED组件成网状连接,第二线路层2c以蚀刻方式正极引线834a、负极引线835a,以电连接所述滤波电路(的滤波输出端)。而且在可挠式电路板的第一线路层2a的正极导线834、负极导线835具有层连接点834b及835b。第二线路层2的正极引线834a、负极引线835a具有层连接点834c及835c。层连接点834b及835b与层连接点834c及835c位置相对,用以电性连接正极导线834及正极引线834a,以及负极导线835及负极引线835a。较佳的做法系将第一层线路层的层连接点834b及835b的位置同下方介电层形成开口至裸露出层连接点834c及835c,然后用焊锡焊接,使正极导线834及正极引线834a,以及负极导线835及负极引线835a彼此电性连接。
同样地,图28D所示的LED模块的走线也可以将正极引线934a及负极引线935a改至第二层线路层,而形成双层线路层的走线结构。
值得注意的是,具有双层导电层或线路层的可挠式电路板的第二导电层的厚度较佳为相较于第一导电层的厚度厚,藉此可以降低在正极引线及负极引线上的线损(压降)。再者,具有双层导电层的可挠式电路板相较于单层导电层的可挠式电路板,由于将两端的正极引线、负极引线移至第二层,可以缩小可挠式电路板的宽度。在相同的治具上,较窄的基板的排放数量多于较宽的基板,因此可以提高LED模块的生产效率。而且具有双层导电层的可挠式电路板相对上也较容易维持形状,以增加生产的可靠性,例如:LED组件的焊接时焊接位置的准确性。
作为上述方案的变形,本实用新型还提供一种LED直管灯,该LED直管灯的电源组件的至少部分电子组件设置在灯板上:即利用PEC(印刷电子电路,PEC:Printed ElectronicCircuits),技术将至少部分电子组件印刷或嵌入在灯板上。
本实用新型的一个实施例中,将电源组件的电子组件全部设置在灯板上。其制作过程如下:基板准备(可挠性印刷电路板准备)→喷印金属纳米油墨→喷印无源组件/有源器件(电源组件)→烘干/烧结→喷印层间连接凸块→喷涂绝缘油墨→喷印金属纳米油墨→喷印无源组件及有源器件(依次类推形成所包含的多层板)→喷涂表面焊接盘→喷涂阻焊剂焊接LED组件。
上述的本实施例中,若将电源组件的电子组件全部设置在灯板上时,只需在灯板的两端通过焊接导线连接LED直管灯的接脚,实现接脚与灯板的电气连接。这样就不用再为电源组件设置基板,进而可进一步的优化灯头的设计。较佳的,电源组件设置在灯板的两端,这样尽量减少其工作产生的热对LED组件的影响。本实施例因减少焊接,提高电源组件的整体信赖性。
若将部分电子组件印刷在灯板上(如电阻,电容)时,而将大的器件如:电感,电解电容等电子组件设置在灯头内。灯板的制作过程同上。这样通过将部分电子组件,设置在灯板上,合理的布局电源组件,来优化灯头的设计。
作为上述的方案变形,也可通过嵌入的方式来实现将电源组件的电子组件设置在灯板上。即:以嵌入的方式在可挠性灯板上嵌入电子组件。较佳的,可采用含电阻型/电容型的覆铜箔板(CCL)或丝网印刷相关的油墨等方法实现;或采用喷墨打印技术实现嵌入无源组件的方法,即以喷墨打印机直接把作为无源组件的导电油墨及相关功能油墨喷印到灯板内设定的位置上。作为上述方案的变形,无源组件也可以喷墨打印机直接把作为无源组件的导电油墨及相关功能油墨喷印到灯板上)。然后,经过UV光处理或烘干/烧结处理,形成埋嵌无源组件的灯板。嵌入在灯板上电子组件包括电阻、电容和电感;在其它的实施例中,有源组件也适用。通过这样的设计来合理的布局电源组件进而达到优化灯头的设计(由于部分采用嵌入式电阻和电容,本实施例节约了宝贵的印刷电路板表面空间,缩小了印刷电路板的尺寸并减少了其重量和厚度。同时由于消除了这些电阻和电容的焊接点(焊接点是印刷电路板上最容易引入故障的部分),电源组件的可靠性也得到了提高。同时将减短印刷电路板上导线的长度并且允许更紧凑的器件布局,因而提高电气性能)。
以下说明嵌入式电容、电阻的制造方法。
通常使用嵌入式电容的方法,采用一种叫做分布式电容或平面电容的概念。在铜层的基础上压上非常薄的绝缘层。一般以电源层/地层的形式成对出现。非常薄的绝缘层使电源层与地层之间的距离非常小。这样的电容量也可以通过传统的金属化孔实现。基本上来说,这样的方法在电路板上建立了一个大的平行的板极电容。
一些高电容量的产品,有些是分布式电容型的,另外一些是分立嵌入式的。通过在绝缘层中填充钛酸钡(一种具有高介电常数的材料)来获得更高的电容量。
通常制造嵌入式电阻的方法是使用电阻粘剂。它是掺杂有传导性碳或石墨的树脂,以此为填充剂,丝网印刷至指定处,然后经过处理后层压入电路板内部。电阻由金属化孔或微过孔连接至电路板上的其他电子组件。另一种方法为Ohmega-Ply法:它是双金属层结构——铜层与一个薄的镍合金层构成了电阻元素,它们形成层状的相对于底层的电阻。然后通过对铜层和镍合金层的蚀刻,形成具有铜端子的各种镍电阻。这些电阻被层压至电路板的内层中。
在本实用新型的一个实施例中,将导线直接印刷在玻璃管的内壁(设置成线状),LED组件直接贴该内壁,以经过这些导线彼此电性连接。较佳的,采用LED组件的芯片形式直接贴在该内壁的导线上(在导线的两端设置连接点,通过连接点LED组件与电源组件连接),贴附后,在该芯片上点滴荧光粉(使LED直管灯工作时产生白光,也可是其它颜色的光)。
本实用新型的LED组件的发光效率为80lm/W以上,较佳为120lm/W以上,更佳为160lm/W以上。LED组件可以是单色LED芯片的光经荧光粉而混成白色光,其光谱的主要波长为430-460nm以及550-560nm,或者430-460nm、540-560nm以及620-640nm。
请参见图29,为根据本实用新型第三较佳实施例的LED灯的电源组件的应用电路方块示意图。相较于图24E所示,本实施例的LED灯的电源组件包含第一整流电路510及第二整流电路540、滤波电路520、LED驱动模块530,且LED驱动模块530更包含驱动电路1530及LED模块630。驱动电路1530为直流转直流转换电路,耦接第一滤波输出端521及第二滤波输出端522,以接收滤波后信号,并进行电力转换以将滤波后信号转换成驱动信号而于第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522输出。LED模块630耦接第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522,以接收驱动信号而发光,较佳为LED模块630的电流稳定于一设定电流值。LED模块630可参见图28A至图28D的说明。
值得注意的是,第二整流电路540为非必要组件而可省略,故在图中以虚线表示。也就是说,图24A及图24C所示的实施例中的LED驱动模块530可如同图24E的实施例,更包含驱动电路1530及LED模块630。因此,本实施例的LED灯的电源组件亦可应用至单端电源、双端电源的应用环境,例如:球泡灯、PAL灯等均适用。
配合图19及图20,短电路板253被区分成与长电路板251两端连接的第一短电路板及第二短电路板,而且电源组件中的电子组件被分别设置于的短电路板253的第一短电路板及第二短电路板上。第一短电路板及第二短电路板的长度尺寸可以约略一致,也可以不一致。一般,第一短电路板(图19短电路板253的右侧电路板及图20的短电路板253的左侧电路板)的长度尺寸为第二短电路板的长度尺寸的30%~80%。更佳的第一短电路板的长度尺寸为第二短电路板的长度尺寸的1/3~2/3。在本实施中,第一短电路板的长度尺寸大致为第二短电路板的尺寸的一半。第二短电路板的尺寸介于15mm~65mm(具体视应用场合而定)。第一短电路板设置于LED直管灯的一端的灯头中,以及所述第二短电路板设置于LED直管灯的相对的另一端的灯头中。
举例来说,驱动电路的电容在实际应用上可以是两个或以上的电容并联而成。电源组件中驱动电路的电容至少部分或全部设置于短电路板253的第一短电路板上。即,整流电路、滤波电路、驱动电路的电感、控制器、切换开关、二极管等均设置于短电路板253的第二短电路板上。而电感、控制器、切换开关等为电子组件中温度较高的组件,与部分或全部电容设置于不同的电路板上,可使电容(尤其是电解电容)避免因温度较高的组件对电容的寿命造成影响,提高电容信赖性。这样的电路布局,可以使电子组件的焊接变得容易;进一步,还可降低EMI的干扰。
本实用新型的驱动电路的转换效率为80%以上,较佳为90%以上,更佳为92%以上。因此,在未包含驱动电路时,本实用新型的LED灯的发光效率较佳为120lm/W以上,更佳为160lm/W以上;而在包含驱动电路与LED组件结合后的发光效率较佳为120lm/W*90%=108lm/W以上,更佳为160lm/W*92%=147.2lm/W以上。
另外,考虑LED直管灯的扩散层的透光率为85%以上,因此,本实用新型的LED直管灯的发光效率较佳为108lm/W*85%=91.8lm/W以上,更佳为147.2lm/W*85%=125.12lm/W。
请参见图30A,为根据本实用新型第第四较佳实施例的LED直管灯的电源组件的应用电路方块示意图。相较于图24E所示实施例,本实施例的LED直管灯包含第一整流电路510及第二整流电路540、滤波电路520及LED驱动模块530,且更增加两灯丝仿真电路1560。两灯丝仿真电路1560分别耦接于第一接脚501及第二接脚502之间以及耦接于第三接脚503及第四接脚504之间,用以改善具有灯丝侦测的灯管驱动电路的兼容性,例如:具有预热功能电子镇流器。亦即且每一所述灯丝仿真电路1560被配置以仿真一灯丝。且在一些实施例中,当一灯管驱动电路执行灯丝侦测时,流过任何所述灯丝仿真电路1560的一电流的电流值小于一安培[A]。所述电流值小于一安培的优点或效果是能避免所述灯管驱动电路误判所述灯丝仿真电路的存在与否或是否成功仿真一灯丝。例如若所述电流值过大且大于一安培,则所述灯管驱动电路可能把第一接脚501及第二接脚502之间误判为短路。
具有灯丝侦测的灯管驱动电路于启动之初,会侦测灯管的灯丝是否正常而未发生短路或开路的异常情况。当判断灯丝发生异常时,灯管驱动电路会停止而进入保护状态。为避免灯管驱动电路判断LED灯异常,两灯丝仿真电路1560可以仿真正常的灯丝,而使灯管驱动电路正常启动驱动LED灯发光。
请参见图30B,为根据本实用新型第一较佳实施例的灯丝仿真电路的电路示意图。灯丝仿真电路1660包含并联的电容1663及电阻1665,而电容1663及电阻1665的各自两端分别耦接灯丝模拟端1661(或称第一灯丝仿真端)及1662(或称第二灯丝仿真端)。请同时参见图30A,两灯丝仿真电路1660的灯丝仿真端1661及1662耦接第一接脚501及第二接脚502以及第三接脚503及第四接脚504。当灯管驱动电路输出侦测信号以测试灯丝是否正常时,侦测信号会经过并联的电容1663及电阻1665而使灯管驱动电路判断灯丝正常。换句话说,当所述灯管驱动电路执行灯丝侦测时所述灯丝仿真电路1660通过所述并联的电容1663及电阻1665仿真一灯丝。
可选的是,所述LED直管灯可更包含一可挠式电路板,所述LED模块被配置于所述可挠式电路板上。且所述电容1663可以贴片技术(Surface-mount technology,SMT)被安装于所述可挠式电路板上。在实施例中,所述电容1663可包含一陶瓷电容。进一步地,所述陶瓷电容(型号例如是X7R)具有一电容值大于100nF。
可选的是,所述LED直管灯可包含灯头及电路板,所述灯头具有所述第一接脚及第二接脚,或具有所述第三接脚及第四接脚,且适于连接所述灯管,其中所述电容被插件式(through-hole mounted or inserted)安装于所述电路板上。在实施例中,所述电容1663可包含一金属化聚丙烯电容。进一步地,所述金属化聚丙烯电容(型号例如是X2)具有一电容值小于100nF。
可选的是,当所述灯管驱动电路在执行灯丝侦测时所提供的一信号的频率大于20kHz时,所述电阻1665的阻抗值是所述电容1663的阻抗值的10倍以上。
值得注意的是,电容1663的容值小。因此当灯管驱动电路正式驱动LED灯而输出的高频交流信号时,电容1663的容抗(等效阻值)远小电阻1665的阻值。藉此,灯丝仿真电路1660在LED灯正常操作时,所消耗的功率相当小而几乎不影响LED灯的发光效率。
请参见图30C,为根据本实用新型第二较佳实施例的灯丝仿真电路的电路示意图。在本实施例中,第一整流电路510或/及第二整流电路540采用图25C所示的整流电路810但省略端点转换电路541,而由灯丝仿真电路1660取代端点转换电路541的功能。即,本实施例的灯丝仿真电路1660同时具有灯丝仿真及端点转换功能。请同时参见图30A,灯丝仿真电路1660的灯丝仿真端1661及1662耦接第一接脚501及第二接脚502或/及第三接脚503及第四接脚504。整流电路810中的整流单元815的半波连接点819耦接灯丝模拟端1662。
请参见图30D,为根据本实用新型第三较佳实施例的灯丝仿真电路的电路示意图。相较于图30C所示的实施例,半波连接点819改为耦接灯丝模拟端1661,而本实施例的灯丝仿真电路1660依然同时具有灯丝仿真及端点转换功能。
请参见图30E,为根据本实用新型第四较佳实施例的灯丝仿真电路的电路示意图。灯丝仿真电路1760包含电容1763及1764,以及电阻1765及1766。电容1763及1764串联于灯丝模拟端1661及1662之间。电阻1765及1766也串联于灯丝模拟端1661及1662之间,且电阻1765及1766的连接点与电容1763及1764的连接点耦接。请同时参见图30A,两灯丝仿真电路1760的灯丝仿真端1661及1662耦接第一接脚501及第二接脚502以及第三接脚503及第四接脚504。当灯管驱动电路输出侦测信号以测试灯丝是否正常时,侦测信号会经过串联的电容1763及1764以及电阻1765及1766而使灯管驱动电路判断灯丝正常。也就是,当所述灯管驱动电路执行灯丝侦测时所述灯丝仿真电路1760通过所述串联的两电容1763及1764以及串联的两电阻1765及1766仿真一灯丝。
值得注意的是,电容1763及1764的容值小。因此当灯管驱动电路正式驱动LED灯而输出的高频交流信号时,串联的电容1763及1764的容抗远小串联的电阻1765及1766的阻值。藉此,灯丝仿真电路1760在LED灯正常操作时,所消耗的功率相当小而几乎不影响LED灯的发光效率。再者,电容1763或电阻1765任一开路或短路,或者电容1764或电阻1766任一开路或短路,灯丝模拟端1661及1662之间仍可以流过灯管驱动电路所输出的侦测信号。因此,电容1763或电阻1765任一开路或短路及/或电容1764或电阻1766任一开路或短路,灯丝仿真电路1760仍可正常运作而具有相当高的容错率。
上述灯丝仿真电路的实施例中,灯丝仿真电路流经的电流较佳为小于1A。电容可以选用陶瓷电容或金属化聚丙烯电容,例如:Class 2陶瓷电容、X2金属化聚丙烯电容。当电容选用X2电容时,容值小于100nF,且具有低的内阻。因此,可以使流经灯丝仿真电路1760的电流降低至10-100mA,减少损耗;而且内阻所造成的热也较小,温度可以在70度以上,甚至在50-60度之间。
当电路设计为使用软性基板使LED组件及电源模块的有源及无源组件均可以或部分设置同一软性基板或不同的软性基板,以简化LED灯的结构设计时,电容较佳为选用X7R贴片陶瓷电容,其电容容值较佳为大于100nF流经灯丝仿真电路1760的电流为100-1000mA。
请参见图30F,为根据本实用新型第五较佳实施例的灯丝仿真电路的电路示意图。在本实施例中,第一整流电路510或/及第二整流电路540采用图25C所示的整流电路810但省略端点转换电路541,而由灯丝仿真电路1860取代端点转换电路541的功能。即,本实施例的灯丝仿真电路1860也同时具有灯丝仿真及端点转换功能。灯丝仿真电路1860具有负温度系数的阻值,在温度高时的阻值低于在温度低时的阻值。在本实施例中,灯丝仿真电路1860包含了两负温度系数电阻1863及1864,串联于灯丝模拟端1661及1662之间。请同时参见图30A,灯丝仿真电路1860的灯丝仿真端1661及1662耦接第一接脚501及第二接脚502或/及第三接脚503及第四接脚504。整流电路810中的整流单元815的半波连接点819耦接负温度系数电阻1863及1864的连接点。当所述灯管驱动电路执行灯丝侦测时所述灯丝仿真电路1860通过所述负温度系数电阻1863及1864仿真一灯丝
当灯管驱动电路输出侦测信号以测试灯丝是否正常时,侦测信号会经过负温度系数电阻1863及1864而使灯管驱动电路判断灯丝正常。而且负温度系数电阻1863及1864因测试信号或预热程序,温度逐渐上升并降低阻值。当灯管驱动电路正式驱动LED灯发光时,负温度系数电阻1863及1864的阻值已降至相对低值,而减少功耗的损失。
灯丝仿真电路1860的阻值较佳为于室温25℃时为10欧姆或以上,并于LED灯稳定操作时,灯丝仿真电路1860的阻值降至2~10欧姆;更佳的是,于LED灯稳定操作时灯丝仿真电路1860的阻值介于3~6欧姆之间。亦即所述灯丝仿真电路1860的阻抗在所述灯管驱动电路执行灯丝侦测期间随温度上升而下降至小于10欧姆
在许多实施例中,所述灯管驱动电路包含一预热启动型电子镇流器(program-start ballast)。
值得注意的是,具有双层导电层或线路层的可挠式电路板的第二导电层的厚度较佳为相较于第一导电层的厚度厚,藉此可以降低在正极引线及负极引线上的线损(压降)。再者,具有双层导电层的可挠式电路板相较于单层导电层的可挠式电路板,由于将两端的正极引线、负极引线移至第二层,可以缩小可挠式电路板的宽度。在相同的治具上,较窄的基板的排放数量多于较宽的基板,因此可以提高LED模块的生产效率。而且具有双层导电层的可挠式电路板相对上也较容易维持形状,以增加生产的可靠性,例如:LED组件的焊接时焊接位置的准确性。
作为上述方案的变形,本实用新型还提供一种LED直管灯,该LED直管灯的电源组件的至少部分电子组件设置在灯板上:即利用PEC(印刷电子电路,PEC:Printed ElectronicCircuits),技术将至少部分电子组件印刷或嵌入在灯板上。
本实用新型的一个实施例中,将电源组件的电子组件全部设置在灯板上。其制作过程如下:基板准备(可挠性印刷电路板准备)→喷印金属纳米油墨→喷印无源组件/有源器件(电源组件)→烘干/烧结→喷印层间连接凸块→喷涂绝缘油墨→喷印金属纳米油墨→喷印无源组件及有源器件(依次类推形成所包含的多层板)→喷涂表面焊接盘→喷涂阻焊剂焊接LED组件。
上述的本实施例中,若将电源组件的电子组件全部设置在灯板上时,只需在灯板的两端通过焊接导线连接LED直管灯的接脚,实现接脚与灯板的电气连接。这样就不用再为电源组件设置基板,进而可进一步的优化灯头的设计。较佳的,电源组件设置在灯板的两端,这样尽量减少其工作产生的热对LED组件的影响。本实施例因减少焊接,提高电源组件的整体信赖性。
若将部分电子组件印刷在灯板上(如电阻,电容)时,而将大的器件如:电感,电解电容等电子组件设置在灯头内。灯板的制作过程同上。这样通过将部分电子组件,设置在灯板上,合理的布局电源组件,来优化灯头的设计。
作为上述的方案变形,也可通过嵌入的方式来实现将电源组件的电子组件设置在灯板上。即:以嵌入的方式在可挠性灯板上嵌入电子组件。较佳的,可采用含电阻型/电容型的覆铜箔板(CCL)或丝网印刷相关的油墨等方法实现;或采用喷墨打印技术实现嵌入无源组件的方法,即以喷墨打印机直接把作为无源组件的导电油墨及相关功能油墨喷印到灯板内设定的位置上。作为上述方案的变形,无源组件也可以喷墨打印机直接把作为无源组件的导电油墨及相关功能油墨喷印到灯板上)。然后,经过UV光处理或烘干/烧结处理,形成埋嵌无源组件的灯板。嵌入在灯板上电子组件包括电阻、电容和电感;在其它的实施例中,有源组件也适用。通过这样的设计来合理的布局电源组件进而达到优化灯头的设计(由于部分采用嵌入式电阻和电容,本实施例节约了宝贵的印刷电路板表面空间,缩小了印刷电路板的尺寸并减少了其重量和厚度。同时由于消除了这些电阻和电容的焊接点(焊接点是印刷电路板上最容易引入故障的部分),电源组件的可靠性也得到了提高。同时将减短印刷电路板上导线的长度并且允许更紧凑的器件布局,因而提高电气性能)。
配合图19及图20,短电路板253被区分成与长电路板251两端连接的第一短电路板及第二短电路板,而且电源组件中的电子组件被分别设置于的短电路板253的第一短电路板及第二短电路板上。第一短电路板及第二短电路板的长度尺寸可以约略一致,也可以不一致。一般,第一短电路板(图19短电路板253的右侧电路板及图20的短电路板253的左侧电路板)的长度尺寸为第二短电路板的长度尺寸的30%~80%。更佳的第一短电路板的长度尺寸为第二短电路板的长度尺寸的1/3~2/3。在本实施中,第一短电路板的长度尺寸大致为第二短电路板的尺寸的一半。第二短电路板的尺寸介于15mm~65mm(具体视应用场合而定)。第一短电路板设置于LED直管灯的一端的灯头中,以及所述第二短电路板设置于LED直管灯的相对的另一端的灯头中。
本实用新型LED直管灯于各实施例的实现以如前所述。需要提醒注意的是,在各个实施例中,对于同一根LED直管灯而言,在“灯板采用可挠式电路软板”、“电源具有长短电路板的组合件”、”等特征中,可以只包括其中的一个或多个技术特征。
此外,其中关于“灯板采用可挠式电路软板”的内容系可选自于包含有实施例中其相关技术特征的其中之一或其组合。
例如,在灯板采用可挠式电路软板中,所述可挠式电路软板与所述电源的输出端之间通过导线打线连接或所述可挠式电路软板与所述电源的输出端之间焊接。此外,所述可挠式电路软板包括一介电层与一线路层的堆栈;可挠式电路软板可以在表面涂覆油墨材料的电路保护层,并通过增加沿周向的宽度来实现反射膜的功能。
例如,在电源设计中,长短电路板的组合件具有一长电路板和一短电路板,长电路板和短电路板彼此贴合通过黏接方式固定,短电路板位于长电路板周缘附近。短电路板上具有电源模组,整体构成电源。
在电源组件的灯丝仿真电路设计中,可以是单一并联电容及电阻或双并联电容及电阻或负温度系数电路。灯丝仿真电路适用于程序预热启动型电子镇流器,可以避免程序预热启动型电子镇流器判断灯丝异常的问题,改善对程序预热启动型电子镇流器的兼容性。而且灯丝仿真电路几乎不影响瞬时启动型(Instant Start)电子镇流器、快速启动型(Rapid Start)电子镇流器等其他电子镇流器的兼容性。
在电源组件设计中,所述的外部驱动信号可以是低频交流信号(例如:市电所提供)、高频交流信号(例如:电子镇流器所提供)、或直流信号(例如:电池所提供或外置驱动电源),且均可以单端电源的驱动架构或双端电源的驱动架构来输入LED直管灯。在双端电源的驱动架构,可以支持仅使用其中一端以做为单端电源的方式来接收外部驱动信号。
在直流信号做为外部驱动信号时,LED直管灯的电源组件可以省略整流电路。
在电源组件的整流电路设计中,可以是具有单一整流单元,或双整流单元。双整流电路中的第一整流单元与第二整流单元分别与配置在LED直管灯的两端灯头的接脚耦接。单一整流单元可适用于单端电源的驱动架构,而双整流单元适用于单端电源及双端电源的驱动架构。而且配置有至少一整流单元时,可以适用于低频交流信号、高频交流信号、或直流信号的驱动环境。
单一整流单元可以是半波整流电路或全桥整流电路。双整流单元可以是双半波整流电路、双全桥整流电路或半波整流电路及全桥整流电路各一之组合。
在电源组件的滤波电路设计中,可以具有单一电容或π型滤波电路,以滤除整流后信号中的高频成分,而提供低纹波的直流信号为滤波后信号。滤波电路也可以包含LC滤波电路,以对特定频率呈现高阻抗,以符合UL认证对特定频率的电流大小规范。再者,滤波电路更可包含耦接于接脚及整流电路之间的滤波单元,以降低LED灯的电路所造成的电磁干扰。在直流信号做为外部驱动信号时,LED直管灯的电源组件可以省略滤波电路。
在LED直管灯的接脚设计中,可以是单端双接脚(共两个接脚,另一端无接脚)、双端各单接脚(共两个接脚)、双端各双接脚(共四个接脚)的架构。在单端双接脚及双端各单接脚的架构下,可适用于单一整流电路的整流电路设计。在双端各双接脚的架构下,可适用于双整流电路的整流电路设计,且使用双端各任一接脚或任一单端的双接脚来接收外部驱动信号。
另外,可以额外增加保护电路来保护LED模块。保护电路可以侦测LED模块的电流或/及电压来对应启动对应的过流或过压保护。
在电源组件的辅助电源模块设计中,储能单元可以是电池或超级电容,与LED模块并联。辅助电源模块适用于包含驱动电路的LED驱动模块设计中。
在电源组件的LED模块设计中,LED模块可以包含彼此并联的多串LED组件(即,单一LED芯片,或多个不同颜色LED芯片组成的LED组)串,各LED组件串中的LED组件可以彼此连接而形成网状连接。
也就是说,可以将上述特征作任意的排列组合,并用于LED直管灯的改进。
Claims (15)
1.一种LED直管灯,包括:
一灯管;
一第一接脚、一第二接脚、一第三接脚、以及一第四接脚,都耦接所述灯管,用以接收一外部驱动信号;
一第一整流电路,耦接所述第一接脚及所述第二接脚,用以对所述外部驱动信号进行整流,以产生一整流后信号;
一第二整流电路,耦接所述第三接脚及所述第四接脚,用以与所述第一整流电路同时对所述外部驱动信号进行整流;
一滤波电路,与所述第一整流电路及第二整流电路耦接,用以对所述整流后信号进行滤波,以产生一滤波后信号;
一LED驱动模块,与所述滤波电路耦接,所述LED驱动模块包含一LED模块,且被配置以接收所述滤波后信号以及产生一驱动信号;且所述LED模块用以接收所述驱动信号而发光;以及
两灯丝仿真电路,分别耦接于所述第一接脚及第二接脚之间以及耦接于所述第三接脚及第四接脚之间,且每一所述灯丝仿真电路被配置以仿真一灯丝,以至于当一灯管驱动电路执行灯丝侦测时,流过所述灯丝仿真电路的一电流的电流值小于1安培。
2.如权利要求1所述的LED直管灯,其特征在于,所述灯丝仿真电路包含:并联的一电容及一电阻,且具有一第一灯丝仿真端(1661)及一第二灯丝仿真端(1662),所述第一灯丝仿真端及第二灯丝仿真端分别耦接所述第一接脚及所述第二接脚,或分别耦接所述第三接脚及所述第四接脚,且所述电容及电阻耦接于所述第一灯丝仿真端及第二灯丝仿真端之间,
其中所述灯丝仿真电路通过所述并联的电容及电阻仿真一灯丝。
3.如权利要求2所述的LED直管灯,其特征在于,还包含一可挠式电路板,所述LED模块被配置于所述可挠式电路板上,其中所述电容安装于所述可挠式电路板。
4.如权利要求3所述的LED直管灯,其特征在于,所述电容包含一陶瓷电容。
5.如权利要求4所述的LED直管灯,其特征在于,所述陶瓷电容具有一电容值大于100nF。
6.如权利要求2所述的LED直管灯,其特征在于,还包含设置于所述灯管端部 的灯头及电路板,所述灯头具有所述第一接脚及第二接脚,或具有所述第三接脚及第四接脚,所述电容被插件式安装于所述电路板。
7.如权利要求6所述的LED直管灯,其特征在于,所述电容包含一金属化聚丙烯电容。
8.如权利要求7所述的LED直管灯,其特征在于,所述金属化聚丙烯电容具有一电容值小于100nF。
9.如权利要求1所述的LED直管灯,其特征在于,所述第一整流电路具有一第一整流输出端(511)及一第二整流输出端(512),所述第一整流输出端及第二整流输出端耦接所述滤波电路;所述第一整流电路包含一半波整流电路,所述半波整流电路包含一第一整流二极管(811)及一第二整流二极管(812),用以进行半波整流;所述第一整流二极管的正端耦接所述第二整流输出端,负端耦接一半波连接点(819),而所述第二整流二极管的正端耦接所述半波连接点,负端耦接所述第一整流输出端;其中,耦接于所述第一接脚及第二接脚之间的所述灯丝仿真电路具有一第一灯丝仿真端(1661)及一第二灯丝仿真端(1662),所述第一灯丝仿真端及第二灯丝仿真端分别耦接所述第一接脚及所述第二接脚,且所述半波连接点耦接所述第二灯丝仿真端。
10.如权利要求1所述的LED直管灯,其特征在于,所述第一整流电路具有一第一整流输出端(511)及一第二整流输出端(512),所述第一整流输出端及第二整流输出端耦接所述滤波电路;所述第一整流电路包含一半波整流电路,所述半波整流电路包含一第一整流二极管(811)及一第二整流二极管(812),用以进行半波整流;所述第一整流二极管的正端耦接所述第二整流输出端,负端耦接一半波连接点(819),而所述第二整流二极管的正端耦接所述半波连接点,负端耦接所述第一整流输出端;其中,耦接于所述第一接脚及第二接脚之间的所述灯丝仿真电路具有一第一灯丝仿真端(1661)及一第二灯丝仿真端(1662),所述第一灯丝仿真端及第二灯丝仿真端分别耦接所述第一接脚及所述第二接脚,且所述半波连接点耦接所述第一灯丝仿真端。
11.如权利要求9或10所述的LED直管灯,其特征在于,其特征在于,耦接于所述第一接脚及第二接脚之间的所述灯丝仿真电路是一端点转换电路,用以支持在所述第一接脚及第二接脚以及所述第一整流输出端及第二整流输出端之间的端点转换。
12.如权利要求1所述的LED直管灯,其特征在于,所述两灯丝仿真电路至少其 中之一具有一第一灯丝仿真端(1661)及一第二灯丝仿真端(1662),所述第一灯丝仿真端及第二灯丝仿真端分别耦接所述第一接脚及所述第二接脚,或分别耦接所述第三接脚及所述第四接脚,且所述灯丝仿真电路包含两电容串联于所述第一灯丝仿真端及第二灯丝仿真端之间,两电阻串联于所述第一灯丝仿真端及第二灯丝仿真端之间,且所述两电阻之间的一连接点与所述两电容之间的一连接点耦接,其中所述灯丝仿真电路通过所述串联的两电容以及串联的两电阻仿真一灯丝。
13.如权利要求1所述的LED直管灯,其特征在于,所述两灯丝仿真电路至少其中之一具有一第一灯丝仿真端(1661)及一第二灯丝仿真端(1662),所述第一灯丝仿真端及第二灯丝仿真端分别耦接所述第一接脚及所述第二接脚,或分别耦接所述第三接脚及所述第四接脚,所述灯丝仿真电路包含一负温度系数电阻耦接所述第一灯丝仿真端及第二灯丝仿真端,其中所述灯丝仿真电路通过所述负温度系数电阻仿真一灯丝。
14.如权利要求1、2、12或13所述的LED直管灯,其特征在于,所述灯管驱动电路包含一预热启动型电子镇流器。
15.如权利要求1所述的LED直管灯,其特征在于,所述第一整流电路具有一第一整流输出端(511)及一第二整流输出端(512),所述第一整流输出端及第二整流输出端耦接所述滤波电路;所述第一整流电路包含一半波整流电路,所述半波整流电路包含一第一整流二极管(811)及一第二整流二极管(812),用以进行半波整流;所述第一整流二极管的正端耦接所述第二整流输出端,负端耦接一半波连接点(819),所述第二整流二极管的正端耦接所述半波连接点,负端耦接所述第一整流输出端;耦接于所述第一接脚及第二接脚之间的所述灯丝仿真电路具有一第一灯丝仿真端(1661)及一第二灯丝仿真端(1662),所述第一灯丝仿真端及第二灯丝仿真端分别耦接所述第一接脚及所述第二接脚;其中,所述灯丝仿真电路包含两负温度系数电阻串联于所述第一灯丝仿真端及第二灯丝仿真端之间,且所述半波连接点耦接所述两负温度系数电阻之间的一连接点。
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