CN206055273U - Led直管灯 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种LED直管灯,其包括:LED照明模块;与所述LED照明模块电性连接的电源模组,所述电源模组包括:至少一个用于对接收到的外部驱动信号进行整流的整流电路;镇流兼容电路,所述镇流兼容电路具有镇流兼容输入端及镇流兼容输出端,所述镇流兼容输入端与至少一个所述整流电路耦接,所述镇流兼容输出端与所述LED照明模块耦接;所述镇流兼容电路包括耦接在所述镇流兼容输入端及镇流兼容输出端之间的开关部,所述镇流兼容电路用于在满足预定条件时控制所述开关部导通所述镇流兼容输入端及镇流兼容输出端,以接通所述LED照明模块和所述电源模组。本申请实施方式的LED直管灯具有较佳的兼容型。
Description
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。
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。
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,由于镇流器的厂家众多,每家生产的镇流器型号及应用场景的不同(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。再者,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),在替换LED直管灯时,增加用户的困扰。
有鉴于上述问题,以下提出本实用新型及其实施例。
实用新型内容
本实用新型提供一种新的LED直管灯,以解决上述问题。
本申请提供了如下的技术方案。
一种LED直管灯,其包括:
LED照明模块;
与所述LED照明模块电性连接的电源模组,所述电源模组包括:
至少一个用于对接收到的外部驱动信号进行整流的整流电路;
镇流兼容电路,所述镇流兼容电路具有镇流兼容输入端及镇流兼容输出端,所述镇流兼容输入端与至少一个所述整流电路耦接,所述镇流兼容输出端与所述LED照明模块耦接;所述镇流兼容电路包括耦接在所述镇流兼容输入端及镇流兼容输出端之间的开关部,所述镇流兼容电路用于在满足预定条件时控制所述开关部导通所述镇流兼容输入端及镇流兼容输出端,以接通所述LED照明模块和所述电源模组。
优选地,所述电源模组还包括滤波电路,所述滤波电路耦接在至少一个所述整流电路与所述LED照明模块之间,用于对至少一个所述整流电路整流后的信号进行滤波,以向所述LED照明模块输入使之操作的滤波信号。
优选地,所述镇流兼容电路用于当接收到输入的信号达到预定时长时,控制所述开关部接通所述LED照明模块和所述电源模组。
优选地,所述镇流兼容电路还包括第一触发部,所述第一触发部与所述开关部耦接;当所述第一触发部在接收到输入的信号达到预定时长时,触发所述开关部导通所述镇流兼容输入端及镇流兼容输出端以接通所述LED照明模块和所述电源模组。
优选地,所述开关部包括第一双向可控硅,所述第一双向可控硅的两个端子分别耦接所述镇流兼容输入端及镇流兼容输出端,所述第一双向可控硅的控制端耦接所述第一触发部。
优选地,所述第一触发部包括第一双向触发二极管和第一电容;所述第一双向触发二极管的一端耦接所述第一双向可控硅的控制端,所述第一双向触发二极管的另一端耦接所述第一电容的一端,所述第一电容的另一端耦接所述镇流兼容输出端。
优选地,所述第一触发部还包括第一电阻,所述第一电阻耦接于所述第一双向触发二极管和第一电容之间。
优选地,所述镇流兼容电路还包括阻抗部,所述阻抗部耦接于所述镇流兼容输入端及镇流兼容输出端之间,并与所述开关部并联;所述阻抗部用于当所述开关部断开时截止所述镇流兼容输入端向所述镇流兼容输出端的输出。
优选地,所述阻抗部包括第二电阻,所述第二电阻的阻值为100欧姆-1兆欧姆之间。
优选地,所述镇流兼容电路还包括耦接于所述镇流兼容输入端与所述第一触发部之 间的限流部,以使信号仅能由所述镇流兼容输入端单向流向所述第一触发部。
优选地,所述镇流兼容电路还包括检测部,所述检测部耦接在所述镇流兼容输入端及镇流兼容输出端之间,用于检测所述镇流兼容输入端及镇流兼容输出端之间的电压变化。
优选地,所述检测部包括并联的第三电阻和第二电容,所述第三电阻的两端分别与所述镇流兼容输入端和所述第一触发部耦接。
优选地,所述镇流兼容电路还包括用于保护所述开关部和所述第一触发部的保护部。
优选地,所述保护部包括第四电阻和/或第五电阻;所述第四电阻的一端耦接于所述开关部和第一触发部之间,另一端耦接于所述镇流兼容输出端;所述第五电阻耦接于所述镇流兼容输入端和所述第一触发部之间。
优选地,所述镇流兼容电路用于当接收到输入的信号达到预定时长且所述镇流兼容电路接收到输入的电压的强度达到预定阈值时接通所述LED照明模块和所述电源模组。
优选地,所述镇流兼容电路还包括:第一触发部;所述第一触发部与所述开关部耦接;当所述第一触发部在接收到输入的信号达到预定时长且所述镇流兼容电路接收到输入的电压的强度达到预定阈值时,触发所述开关部导通所述镇流兼容输入端及镇流兼容输出端以接通所述LED照明模块和所述电源模组。
优选地,所述开关部包括第三双向可控硅,所述第三双向可控硅的两个端子分别耦接所述镇流兼容输入端及镇流兼容输出端,所述第三双向可控硅的控制端耦接所述第一触发部。
优选地,所述第一触发部包括第一放电管、第二放电管、第三电容;所述第一放电管的一端与所述镇流兼容输入端耦接,另一端与所述第二放电管的一端及所述第三电容的一端耦接;所述第二放电管的另一端与所述第一双向可控硅的控制端耦接,所述第三电容的另一端与所述镇流兼容输出端连接;其中,所述第一放电管的耐压阈值大于第二放电管的耐压阈值。
优选地,所述第一触发部包括第一放电管、第二双向触发二极管、第三电容;所述第一放电管的一端与所述镇流兼容输入端耦接,另一端与所述第二双向触发二极管的一端及所述第三电容的一端耦接;所述第二双向触发二极管的另一端与所述第三双向可控硅的控制端耦接,所述第三电容的另一端与所述镇流兼容输出端连接;其中,所述第一放电管的耐压阈值大于第二双向触发二极管的耐压阈值。
优选地,所述镇流兼容电路还包括限流部,所述限流部能限制所述镇流兼容电路中电流的值;所述限流部包括第六电阻,所述第六电阻耦接于所述第一放电管与所述第二双向触发二极管之间。
优选地,所述镇流兼容电路用于当所述镇流兼容电路接收到输入的电压的强度达到预定阈值时,控制所述开关部接通所述LED照明模块和所述电源模组。
优选地,所述镇流兼容电路包括:第二触发部;所述第二触发部与所述开关部耦接;当所述第二触发部在接收到输入的电压的强度达到预定阈值时,触发所述开关部导通所述镇流兼容输入端及镇流兼容输出端以接通所述LED照明模块及所述电源模组。
优选地,所述开关部包括第二双向可控硅,所述第二双向可控硅的两个端子分别耦接所述镇流兼容输入端及镇流兼容输出端,所述第二双向可控硅的控制端耦接所述第二触发部。
优选地,所述第二触发部包括第三双向触发二极管、第七电阻、第八电阻、第九电阻及第四电容;所述第二双向可控硅的一端耦接镇流兼容输入端,控制端耦接第三双向触发二极管的一端及第七电阻的一端,另一端耦接第七电阻的另一端;所述第四电容的一端耦接第三双向触发二极管的另一端,另一端耦接第二双向可控硅的另一端;所述第九电阻与所述第四电容并联,并耦接所述第三双向触发二极管的另一端及所述第二双向可控硅的另一端;所述第八电阻的一端耦接所述第三双向触发二极管与所述第四电容的连接点,另一端耦接所述镇流兼容输出端。
优选地,所述镇流兼容电路还包括:侦测信号产生部、判断控制部;所述侦测信号产生部耦接于整流电路的两个整流输出端之间并与所述判断控制部耦接;所述判断控制部的一端耦接于所述整流电路的两个整流输出端之间,另一端与所述开关部耦接;
所述判断控制部,其用于接收由所述侦测信号产生部产生的侦测信号,并用于当所述侦测信号达到预定阈值时控制所述开关部,从而使所述镇流兼容输入端及镇流兼容输出端接通。
优选地,所述判断控制部用于当所述侦测信号高于第一预定阈值或低于第二预定阈值时控制所述开关部,从而使所述镇流兼容输入端及镇流兼容输出端接通;其中,所述第一预定阈值大于所述第二预定阈值。
优选地,所述第一预定阈值为0.9-1.25伏之间,所述第二预定阈值小于0.2伏。
优选地,所述侦测信号产生部包括第十电阻及第十一电阻;所述第十电阻及第十一电阻串联于所述整流电路的两个整流输出端之间,所述判断控制部与所述侦测信号产生部的耦接点位于所述第十电阻及第十一电阻之间。
优选地,所述判断控制部包括控制电路。
优选地,所述镇流兼容电路还包括供能部,所述供能部耦接于所述镇流兼容输入端及镇流兼容输出端之间并与所述判断控制部耦接;所述供能部能向所述判断控制部提供使其工作的电能;所述供能部包括第十二电阻和第五电容,所述第十二电阻和第五电容串联并耦接于所述镇流兼容输入端及镇流兼容输出端之间,所述判断控制部与所述供能部的耦接点位于所述第十二电阻和第五电容之间。
优选地,所述开关部包括第四放电管;所述第四放电管的一端与所述镇流兼容输入端耦接,另一端与所述镇流兼容输出端耦接。
优选地,所述开关部还包括第三双向可控硅,所述第三双向可控硅的一端与所述第四放电管的一端及所述镇流兼容输入端耦接,所述第三双向可控硅的另一端与所述镇流兼容输出端耦接,所述第三双向可控硅的控制端与所述第四放电管的另一端耦接;当所述第四放电管两端的电压达到预定阈值时,所述第四放电管触发所述第三双向可控硅使其导通,以接通所述镇流兼容输入端及镇流兼容输出端。
优选地,所述LED直管灯还包括镇流装置,所述镇流装置与至少一个所述整流电路的整流输入端耦接,以向至少一个所述整流电路输入高频高压交流驱动信号。
优选地,所述镇流装置包括如下的任意一种:电子镇流器,电感镇流器。
优选地,所述镇流兼容电路耦接于所述整流的电路的输入端。
优选地,所述LED直管灯还包括灯管和设置在所述灯管两端的灯头;所述镇流兼容电路设置在至少一个灯头内。
优选地,所述LED直管灯还包括灯管和收容在所述灯管内的灯板;所述镇流兼容电路设置在灯板上。
优选地,所述LED直管灯还包括灯管和设置在所述灯管两端的灯头;所述电源模组还包括滤波电路、驱动电路、防闪烁电路、保护电路、灯丝仿真电路中的一个或多个,所述电源模组至少部分地设置在至少一个灯头中。
优选地,所述LED直管灯还包括灯管和收容在所述灯管内的灯板;所述电源模组还包括滤波电路、驱动电路、防闪烁电路、保护电路、灯丝仿真电路中的一个或多个,所述电源模组至少部分地设置在所述灯板上。
借由以上的技术方案,本申请实施方式的LED直管灯具有较佳的兼容型,能较佳的兼容瞬时(IS型)启动型电子镇流器及预热(PS型)启动型电子镇流器。本申请实施 方式另外也解决了某些IS型电子镇流器在低电压(如电压低于150伏时)存在不能成功启动的现象。利用延时导通的效果,让起始的电能不浪费的储存在电容上,待需要时再进行放电,可以让能源使用优化。
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2是一立体分解图,显示图1的LED直管灯;
图3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4A为根据本实用新型第一较佳实施例的LED直管灯的电源模组的应用电路方块示意图;
图4B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4C为根据本实用新型第二较佳实施例的LED直管灯的电源模组的应用电路方块示意图;
图4D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5A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5B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6A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6B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6C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6D为根据本实用新型第二较佳实施例的滤波单元的电路方块示意图;
图7A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7B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7C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7D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7E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8A为根据本实用新型第三较佳实施例的LED灯的电源模组的应用电路方块示意图;
图8B为根据本实用新型第一较佳实施例的驱动电路的电路方块示意图;
图8C为根据本实用新型第一较佳实施例的驱动电路的电路示意图;
图8D为根据本实用新型第二较佳实施例的驱动电路的电路示意图;
图8E为根据本实用新型第三较佳实施例的驱动电路的电路示意图;
图8F为根据本实用新型第四较佳实施例的驱动电路的电路示意图;
图8G为根据本实用新型第二较佳实施例的驱动电路的电路方块示意图;
图9A为根据本实用新型第四较佳实施例的LED灯的电源模组的应用电路方块示意图;
图9B为根据本实用新型一较佳实施例的防闪烁电路的电路示意图;
图10A为根据本实用新型第五较佳实施例的LED灯的电源模组的应用电路方块示意图;
图10B为根据本实用新型一较佳实施例的保护电路的电路示意图;
图11A为根据本实用新型第六较佳实施例的LED灯的电源模组的应用电路方块示意图;
图11B为根据本实用新型第一较佳实施例的模式切换电路的电路示意图;
图11C为根据本实用新型第二较佳实施例的模式切换电路的电路示意图;
图11D为根据本实用新型第三较佳实施例的模式切换电路的电路示意图;
图11E为根据本实用新型第四较佳实施例的模式切换电路的电路示意图;
图11F为根据本实用新型第五较佳实施例的模式切换电路的电路示意图;
图11G为根据本实用新型第六较佳实施例的模式切换电路的电路示意图;
图11H为根据本实用新型第七较佳实施例的模式切换电路的电路示意图;
图11I为根据本实用新型第八较佳实施例的模式切换电路的电路示意图;
图11J为根据本实用新型第一较佳实施例的LED灯的切换判断电路的电路示意图;
图11K为根据本实用新型第二较佳实施例的LED灯的切换判断电路的电路示意图;
图12A为根据本实用新型第七较佳实施例的LED灯的电源模组的应用电路方块示意图;
图12B为根据本实用新型第八较佳实施例的LED灯的电源模组的应用电路方块示意图;
图12C为根据本实用新型第九较佳实施例的LED灯的电源模组的应用电路方块示意图;
图12D为根据本实用新型第十较佳实施例的LED灯的电源模组的应用电路方块示意图;
图12E为根据本实用新型第一较佳实施例的镇流兼容电路的电路示意图;
图12F为根据本实用新型第二较佳实施例的镇流兼容电路的电路示意图;
图12G为根据本实用新型第十一较佳实施例的LED直管灯的电源模组的应用电路方块示意图;
图12H为根据本实用新型第三较佳实施例的镇流兼容电路的电路示意图;
图12I为根据本实用新型第四较佳实施例的镇流兼容电路的电路示意图;
图12J为根据本实用新型第五较佳实施例的镇流兼容电路的电路示意图;
图12K为根据本实用新型第六较佳实施例的镇流兼容电路的电路示意图;
图12L为根据本实用新型第七较佳实施例的镇流兼容电路的电路示意图;
图12M为根据本实用新型第八较佳实施例的镇流兼容电路的电路示意图;
图13A为根据本实用新型第十二较佳实施例的LED直管灯的电源模组的应用电路方块示意图;
图13B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13C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14A为根据本实用新型第十三较佳实施例的LED直管灯的电源模组的应用电路方块示意图;
图14B为根据本实用新型第一较佳实施例的过压保护电路的电路示意图;
图14C为根据本实用新型第二较佳实施例的过压保护电路的电路示意图。
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。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%。
请参照图2,本实用新型一实施例中所提出的LED直管灯的玻璃灯管具有结构强化端部,说明如下。玻璃制灯管1包括本体区102和分别位于本体区102两端的末端区101,分别套设于末端区101外的灯头3。至少一个末端区101的外径小于本体区102的外径。本实施例中,设置两个末端区101的外径均小于本体区102的外径,末端区101的剖面为一平面且与本体区102平行。具体地,灯管1的两端通过强化处理,末端区101形成强化部结构,灯头3套在强化后的末端区101上,且灯头3外径与灯管本体区102外径的差值变小,甚至完全相平,即灯头3外径与本体区102外径相等并使得灯头3与本体区102之间不会有缝隙产生。这样设置的好处在于,在运输过程中,包装承托物不会只接触灯头3,其能够同时接触灯头3和灯管1,使得整支LED直管灯受力均匀,而不会使得灯头3成为唯一受力点,避免灯头3与灯管末端区101连接的部位由于应力集中发生破裂,提高产品的质量,并兼具美观的作用。
一实施例中,灯头3外径与本体区102外径基本相等,公差为在正负0.2mm(毫米)内,最多不超过正负1mm。为了达到灯头3外径与本体区102外径基本相等的目的,根据不同的灯头3的厚度,强化后的末端区101与本体区102外径的差值范围可以为1mm至10mm;或者优选的,强化后的末端区101与本体区102外径的差值范围可以放宽至2mm至7mm。
请参照图2,在其他实施例中,本实用新型所提供的灯头3上设有用于散热的孔洞。藉此,让位于灯头3内部的电源模组产生的热能够散去而不会造成灯头3内部处于高温状态,以避免灯头3内部组件的可靠度下降。进一步地,灯头3上用于散热的孔洞为弧形。进一步地,灯头3上用于散热的孔洞为三条大小不一的弧线。进一步地,灯头3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3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3中包含有一用于安装电源模组的电源插槽(图未示)。
请继续参照图2,本实用新型一实施例中,LED直管灯还包括粘接剂片4、灯板绝缘胶片7和光源胶片8。灯板2通过粘接剂片4粘贴于灯管1的内周面上。图中所示,粘接剂片4可以为硅胶,其形式不限,可以是图中所示的几段,或者呈长条状的一段。各种形式的粘接剂片4、各种形式的灯板绝缘胶片7和各种形式的光源胶片8可互为组合而构成本实用新型之不同实施例。
灯板绝缘胶片7涂于灯板2面向LED照明模块的表面上,使得灯板2不外露,从而起到将灯板2与外界隔离的绝缘作用。涂胶时预留出与LED照明模块对应的通孔71,LED照明模块设于通孔71中。灯板绝缘胶片7的组成成分包括乙烯基聚硅氧烷、氢基聚硅 氧烷和氧化铝。灯板绝缘胶片7的厚度范围为100μm至140μm(微米)。如果小于100μm,则起不到足够的绝缘作用,如果大于140μm,则会造成材料的浪费。
光源胶片8涂于LED照明模块的表面。光源胶片8的颜色为透明色,以保证透光率。涂覆至LED照明模块表面后,光源胶片8的形状可以为颗粒状、条状或片状。其中,光源胶片8的参数有折射率、厚度等。光源胶片8的折射率允许的范围为1.22-1.6之间,如果光源胶片8的折射率为LED照明模块壳体折射率的开根号,或者光源胶片8的折射率为LED照明模块壳体折射率的开根号的正负15%,则透光率较好。这里的光源壳体是指容纳LED晶粒(或芯片)的壳体。本实施例中,光源胶片8的折射率范围为1.225至1.253。光源胶片8允许的厚度范围为1.1mm至1.3mm,如果小于1.1mm,将会盖不住LED照明模块,效果不佳,如果大于1.3mm,则会降低透光率,同时还会增加材料成本。
装配时,先将光源胶片8涂于LED照明模块的表面;然后将灯板绝缘胶片7涂于灯板2上的一侧表面上;再把LED照明模块固定于灯板2上;接着将灯板2与LED照明模块相背的一侧表面通过粘接剂片4粘贴固定于灯管1的内周面;最后再将灯头3固定于灯管1的末端区,同时将LED照明模块与电源模组5电连接。或者是如图3所示,利用可挠式电路软板2和电源模组5焊接,或者采取传统导线打线的方式让灯板2与电源模组5电性相连。
本实施例中,灯板2通过粘接剂片4固定在灯管1的内周面,使得灯板2贴设在灯管1的内周面上,这样可以增大整支LED直管灯的发光角度,扩大可视角,这样设置一般可以使得可视角可以超过330度。通过在灯板2涂灯板绝缘胶片7,在LED照明模块上涂绝缘的光源胶片8,实现对整个灯板2的绝缘处理,这样,即使灯管1破裂,也不会发生触电事故,提高安全性。
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。
请继续参照图2,灯板2上设有若干LED照明模块,灯头3内设有电源模组5,LED照明模块与电源模组5之间通过灯板2电气连通。本实用新型各实施例中,电源模组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;或者电源模组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,电源模组优先选择为单个体,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,电源模组5的形成方式都可以有多重选择,例如,电源模组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,得到电源模组,这种方式得到的电源模组具有高绝缘、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,电源模组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。
其他实施例中,电源模组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。
接下来说明电源模组的电路设计及应用。
请参见图4A,为根据本实用新型第一较佳实施例的LED直管灯的电源模组的应用电路方块示意图。交流电源508系用于提供交流电源信号。交流电源508可以为市电,电压范围100-277伏之间,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,用于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(Rapid Start)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300伏,较佳电压范围为400-700伏之间;频率大于10kHz,较佳频率范围为20k-50kHz之间。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,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,用于接收外部驱动信号。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,故在图示中以虚线标示出。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。
接着,请参见图4B,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灯的电源模组主要包含第一整流电路510以及滤波电路520,也可以包含LED照明模块530的部分组件。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4A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510耦接,用于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照明模块530与滤波电路520耦接,以接收滤波后信号并发光;即LED照明模块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照明模块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照明模块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4B所示的LED灯的电源模组以及以下LED灯的电源模组的各实施例,除适用于图4A所示的LED直管灯外,对于包含两接脚用于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4C,为根据本实用新型第二较佳实施例的LED直管灯的电源模组的应用电路方块示意图。交流电源508系用于提供交流电源信号。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。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4D,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灯的电源模组主要包含第一整流电路510、滤波电路520、以及第二整流电路540,也可以包含LED照明模块530的部分组件。第一整流电路510耦接第一接脚501、第二接脚502,用于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,用于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灯的电源模组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照明模块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照明模块530内的LED组件(未绘出)发光。
本实施例的LED灯的电源模组可以应用至图4C的双端电源架构。值得注意的是,由于本实施例的LED灯的电源模组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4A的电源架构,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LED灯的电源模组也可以应用至直流信号的驱动架构。
请参见图5A,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,用于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、第四整流二极管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和第一接脚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、第四整流二极管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,不论直流信号如何透过第一接脚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5B,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,用于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输入的信号电平高于在第二接脚502输入的信号电平。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输入的信号电平低于在第二接脚502输入的信号电平。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。
图5A到图5B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4D所示的第二整流电路540。
接着搭配图4B、图4D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4B所示实施例的第一整流电路510可以使用图5A所示的整流电路610。
图4D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5A至图5B中的任一整流电路。当第一整流电路510及第二整流电路540选用图5B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。
请参见图6A,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仅用于表示连接关系,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,用于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,用于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6B,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6C,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6B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6B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之间的范围。电容625、725、727的容值较佳为选自100pF-1uF之间的范围。
请参见图6D,为根据本实用新型第二较佳实施例的滤波单元的电路方块示意图。在本实施例中,滤波单元925设置于图5A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,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。
值得注意的是,图6D所示实施例中的EMI电容可以做为图6D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7A,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7B,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7A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8A至图8G的实施例,上述实施例的LED照明模块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7C,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7B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的正极及负极则透过连接导线839连接。
换句话说,最左侧LED组833的三个LED组件831的正极透过正极导线834彼此连接,其负极透过最左侧连接导线839彼此连接。左二LED组833的三个LED组件831的正极透过最左侧连接导线839彼此连接,其负极透过左二的连接导线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的正极均透过最左侧连接导线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7B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灯的电源模组的其他电路,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7D,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7A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的负极透过连接导线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用于连接相邻两个LED组件931的其中之一的负极及另一的正极。负极导线935用于连接各LED组的最后一个(最右侧)的LED组件931的 负极。正极导线934用于连接各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灯的电源模组的其他电路,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7C及8D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7C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7D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7E,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7C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改至第二层金属层。说明如下。
同样地,图7D所示的LED模块的走线也可以将正极引线934a及负极引线935a改至第二层金属层,而形成双层金属层的走线结构。
值得注意的是,具有双层导电层的可挠式电路板的第二线路层的厚度较佳为相较于第一线路层的厚度厚,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金属层的可挠式电路板,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。
上述的本实施例中,若将电源模组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模组设置基板,进而可进一步的优化灯头的设计。较佳的,电源模组设置在灯板的两端,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,提高电源模组的整体信赖性。
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,合理的布局电源模组,来优化灯头的设计。
请参见图8A,为根据本实用新型第三较佳实施例的LED灯的电源模组的应用电路方块示意图。相较于图4D所示,本实施例的LED灯的电源模组包含第一整流电路510及第二整流电路540、滤波电路520、驱动电路1530,其中驱动电路1530及LED模块630组成LED照明模块530。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7A至图7D的说明。
值得注意的是,图4B所示的实施例中的LED照明模块530可如同图4D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灯的电源模组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。
请参见图8B,为根据本实用新型第一较佳实施例的驱动电路的电路方块示意图。驱动电路包含控制器1531及转换电路1532,以电流源的模式进行电力转换,以驱动LED模块发光。转换电路1532包含开关电路1535以及储能电路1538。转换电路1532耦接第一滤波输出端521及第二滤波输出端522,接收滤波后信号,并根据控制器1531的控制,转换成驱动信号而由第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522输出,以驱动LED模块。在控制器1531的控制下,转换电路1532所输出的驱动信号为稳定电流,而使LED模块稳定发光。
请参见图8C,为根据本实用新型第一较佳实施例的驱动电路的电路示意图。在本实施例,驱动电路1630为降压直流转直流转换电路,包含控制器1631及转换电路,而转换电路包含电感1632、续流二极管1633、电容1634以及切换开关1635。驱动电路1630耦接第一滤波输出端521及第二滤波输出端522,以将接收的滤波后信号转换成驱动信号,以驱动耦接在第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522之间的LED模块。
在本实施例中,切换开关1635为金氧半场效晶体管,具有控制端、第一端及第二端。切换开关1635的第一端耦接续流二极管1633的正极,第二端耦接第二滤波输出端522,控制端耦接控制器1631以接受控制器1631的控制使第一端及第二端之间为导通或截止。第一驱动输出端1521耦接第一滤波输出端521,第二驱动输出端1522耦接电感1632的一端,而电感1632的另一端耦接切换开关1635的第一端。电容1634的耦接 于第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522之间,以稳定第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522之间的电压差。续流二极管1633的负端耦接第一驱动输出端1521。
接下来说明驱动电路1630的运作。
控制器1631根据电流侦测信号S535或/及S531决定切换开关1635的导通及截止时间,也就是控制切换开关1635的占空比(Duty Cycle)来调节驱动信号的大小。电流侦测信号S535系代表流经切换开关1635的电流大小。电流侦测信号S531系代表流经耦接于第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522之间的LED模块的电流大小。根据电流侦测信号S531及S535的任一,控制器1631可以得到转换电路所转换的电力大小的信息。当切换开关1635导通时,滤波后信号的电流由第一滤波输出端521流入,并经过电容1634及第一驱动输出端1521到LED模块、电感1632、切换开关1635后由第二滤波输出端522流出。此时,电容1634及电感1632进行储能。当切换开关1635截止时,电感1632及电容1634释放所储存的能量,电流经续流二极管1633续流到第一驱动输出端1521使LED模块仍持续发光。
值得注意的是,电容1634非必要组件而可以省略,故在图中以虚线表示。在一些应用环境,可以藉由电感会阻抗电流的改变的特性来达到稳定LED模块电流的效果而省略电容1634。
请参见图8D,为根据本实用新型第二较佳实施例的驱动电路的电路示意图。在本实施例,驱动电路1730为升压直流转直流转换电路,包含控制器1731及转换电路,而转换电路包含电感1732、续流二极管1733、电容1734以及切换开关1735。驱动电路1730将由第一滤波输出端521及第二滤波输出端522所接收的滤波后信号转换成驱动信号,以驱动耦接在第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522之间的LED模块。
电感1732的一端耦接第一滤波输出端521,另一端耦接滤流二极管1733的正极及切换开关1735的第一端。切换开关1735的第二端耦接第二滤波输出端522及第二驱动输出端1522。续流二极管1733的负极耦接第一驱动输出端1521。电容1734耦接于第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522之间。
控制器1731耦接切换开关1735的控制端,根据电流侦测信号S531或/及电流侦测信号S535来控制切换开关1735的导通与截止。当切换开关1735导通时,电流由第一滤波输出端521流入,并流经电感1732、切换开关1735后由第二滤波输出端522流出。此时,流经电感1732的电流随时间增加,电感1732处于储能状态。同时,电容1734处于释能状态,以持续驱动LED模块发光。当切换开关1735截止时,电感1732处于释 能状态,电感1732的电流随时间减少。电感1732的电流经续流二极管1733续流流向电容1734以及LED模块。此时,电容1734处于储能状态。
值得注意的是,电容1734为可省略的组件,以虚线表示。在电容1734省略的情况,切换开关1735导通时,电感1732的电流不流经LED模块而使LED模块不发光;切换开关1735截止时,电感1732的电流经续流二极管1733流经LED模块而使LED模块发光。藉由控制LED模块的发光时间及流经的电流大小,可以达到LED模块的平均亮度稳定于设定值上,而达到相同的稳定发光的作用。
请参见图8E,为根据本实用新型第三较佳实施例的驱动电路的电路示意图。在本实施例,驱动电路1830为降压直流转直流转换电路,包含控制器1831及转换电路,而转换电路包含电感1832、续流二极管1833、电容1834以及切换开关1835。驱动电路1830耦接第一滤波输出端521及第二滤波输出端522,以将接收的滤波后信号转换成驱动信号,以驱动耦接在第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522之间的LED模块。
切换开关1835的第一端耦接第一滤波输出端521,第二端耦接续流二极管1833的负极,而控制端耦接控制器1831以接收控制器1831的控制信号而使第一端与第二端之间的状态为导通或截止。续流二极管1833的正极耦接第二滤波输出端522。电感1832的一端与切换开关1835的第二端耦接,另一端耦接第一驱动输出端1521。第二驱动输出端1522耦接续流二极管1833的正极。电容1834耦接于第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522之间,以稳定第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522之间的电压。
控制器1831根据电流侦测信号S531或/及电流侦测信号S535来控制切换开关1835的导通与截止。当切换开关1835导通时,电流由第一滤波输出端521流入,并流经切换开关1835、电感1832、第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522后由第二滤波输出端522流出。此时,流经电感1832的电流以及电容1834的电压随时间增加,电感1832及电容1834处于储能状态。当切换开关1835截止时,电感1832处于释能状态,电感1832的电流随时间减少。此时,电感1832的电流经第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522、续流二极管1833再回到电感1832而形成续流。
值得注意的是,电容1834为可省略组件,图示中以虚线表示。当电容1834省略时,不论切换开关1835为导通或截止,电感1832的电流均可以流过第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522以驱动LED模块持续发光。
请参见图8F,为根据本实用新型第四较佳实施例的驱动电路的电路示意图。在本实 施例,驱动电路1930为降压直流转直流转换电路,包含控制器1931及转换电路,而转换电路包含电感1932、续流二极管1933、电容1934以及切换开关1935。驱动电路1930耦接第一滤波输出端521及第二滤波输出端522,以将接收的滤波后信号转换成驱动信号,以驱动耦接在第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522之间的LED模块。
电感1932的一端耦接第一滤波输出端521及第二驱动输出端1522,另一端耦接切换开关1935的第一端。切换开关1935的第二端耦接第二滤波输出端522,而控制端耦接控制器1931以根据控制器1931的控制信号而为导通或截止。续流二极管1933的正极耦接电感1932与切换开关1935的连接点,负极耦接第一驱动输出端1521。电容1934耦接第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522,以稳定耦接于第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522之间的LED模块的驱动。
控制器1931根据电流侦测信号S531或/及电流侦测信号S535来控制切换开关1935的导通与截止。当切换开关1935导通时,电流由第一滤波输出端521流入,并流经电感1932、切换开关1935后由第二滤波输出端522流出。此时,流经电感1932的电流随时间增加,电感1932处于储能状态;电容1934的电压随时间减少,电容1934处于释能状态,以维持LED模块发光。当切换开关1935截止时,电感1932处于释能状态,电感1932的电流随时间减少。此时,电感1932的电流经续流二极管1933、第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522再回到电感1932而形成续流。此时,电容1934处于储能状态,电容1934的电压随时间增加。
值得注意的是,电容1934为可省略组件,图示中以虚线表示。当电容1934省略时,切换开关1935导通时,电感1932的电流并未流经第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522而使LED模块不发光。切换开关1935截止时,电感1932的电流经续流二极管1933而流经LED模块而使LED模块发光。藉由控制LED模块的发光时间及流经的电流大小,可以达到LED模块的平均亮度稳定于设定值上,而达到相同的稳定发光的作用。
请参见图8G,为根据本实用新型第二较佳实施例的驱动电路的电路方块示意图。驱动电路包含控制器2631及转换电路2632,以可调电流源的模式进行电力转换,以驱动LED模块发光。转换电路2632包含开关电路2635以及储能电路2638。转换电路2632耦接第一滤波输出端521及第二滤波输出端522,接收滤波后信号,并根据控制器2631的控制,转换成驱动信号而由第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522输出,以驱动LED模块。控制器2631接收电流侦测信号S535或/及S539,控制转换电路2632输出的驱动信号稳定于设定电流值上。其中,电流侦测信号S535代表开关电路2635的电流 大小;电流侦测信号S539代表储能电路2638的电流大小,例如:储能电路2638中的电感电流,第一驱动输出端1521所输出的电流等。电流侦测信号S535及S539的任一均可以代表驱动电路由第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522提供给LED模块的电流Iout的大小。控制器2631更耦接第一滤波输出端521,以根据第一滤波输出端521的电压Vin决定设定电流值的大小。因此,驱动电路的电流Iout,即设定电流值,会根据滤波电路所输出的滤波后信号的电压Vin的大小调整。
值得注意的是,上述电流侦测信号S535及S539的产生可以是利用电阻或电感的方式量测。举例来说,根据电流流经电阻而于电阻两端产生的压差,或者利用互感电感与储能电路2638中的电感互感等均可以用于侦测电流。
上述的电路架构,尤其适用于灯管驱动电路为电子镇流器的应用环境。电子镇流器等效上为电流源,其输出功率并非为定值。而如图8C到图8F所示般的驱动电路,其消耗功率与LED模块的LED组件数量有关,可视为定值。当电子镇流器的输出功率高于驱动电路所驱动的LED模块的消耗功率时,电子镇流器的输出电压会不断提高,也就是LED灯的电源模组所接收的交流驱动信号的电平会不断上升而导致有超过电子镇流器或/及LED灯的电源模组的组件耐压而毁损的风险。当电子镇流器的输出功率低于驱动电路所驱动的LED模块的消耗功率时,电子镇流器的输出电压会不断降低,也就是交流驱动信号的电平会不断下降而导致电路无法正常操作。
值得注意的是,LED灯照明所需的功率已经小于日光灯等荧光灯照明所需的功率。若使用于往背光模块等控制LED亮度的控制机制,应用于电子镇流器等传统的驱动系统,必然会遭遇到驱动系统的功率与LED灯的所需功率不同造成的不兼容问题。甚至导致驱动系统或/及LED灯毁损的问题。利用上述的功率调整,使得LED灯更为兼容于传统的荧光灯照明系统。
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%=125.12Km/W。
请参见图9A,为根据本实用新型第四较佳实施例的LED灯的电源模组的应用电路方 块示意图。相较于图4D所示实施例,本实施例包含第一整流电路510及第二整流电路540、滤波电路520,且更增加防闪烁电路550,其中电源模组也可以包含LED照明模块530的部分组件。防闪烁电路550耦接于滤波电路520与LED照明模块530之间。
防闪烁电路550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,并于至少于特定情况时,消耗滤波后信号的部分能量,以抑制滤波后信号的纹波造成LED照明模块530的发光间断的情况发生。一般而言,滤波电路520具有电容或电感等滤波组件,或者电路上会有寄生的电容及电感,而形成谐振电路。谐振电路在交流电源信号停止提供时,例:使用者关闭LED灯的电源之后,其谐振信号的振幅会随时间递减。然而,LED灯的LED模块为单向导通组件且具有最低导通电压。当谐振信号的波谷值低于LED模块最低导通电压,而波峰值仍高于LED模块最低导通电压时,LED模块的发光会出现闪烁现象。防闪烁电路在此时会流经大于一设定防闪烁电流的电流,消耗滤波后信号的部分能量,此部分能量高于谐振信号于波峰值与波谷值之间的能量差,而抑制LED模块的发光的闪烁现象。较佳为在滤波后信号接近LED模块的最低导通电压时,防闪烁电路所消耗滤波后信号的部分能量高于谐振信号于波峰值与波谷值之间的能量差。
值得注意的是,防闪烁电路550更适用于LED照明模块530未包含驱动电路1530的实施情况。也就是说,当LED照明模块530包含LED模块630,而LED模块630由滤波电路的滤波后信号直接驱动发光时的应用情况。LED模块630的发光将直接反映滤波后信号的纹波而变化。防闪烁电路550的设置,将抑制在关闭LED灯的电源后LED灯所出现的闪烁现象。
请参见图9B,为根据本实用新型一较佳实施例的防闪烁电路的电路示意图。防闪烁电路650包含至少一电阻,例如:串联的两个电阻,串联于第一滤波输出端521及第二滤波输出端522之间。在本实施例中,防闪烁电路650持续消耗滤波后信号的部分能量。在正常操作时,此部分能量远小于LED照明模块530所消耗的能量。然,当电源关闭后,滤波后信号的电平下降至LED模块630的最低导通电压附近时,防闪烁电路650仍消耗滤波后信号的部分能量而使LED模块630减少间断发光的情况。在一较佳实施例中,防闪烁电路650可设定为在LED模块630的最低导通电压时,流经大于或等于一防闪烁电流,并据此可决定防闪烁电路650的等效防闪烁电阻值。
参见图10A,为根据本实用新型第五较佳实施例的LED灯的电源模组的应用电路方块示意图。相较于图9A所示实施例,本实施例包含第一整流电路510及第二整流电路 540、滤波电路520及防闪烁电路550,且更增加保护电路560,其中电源模组也可以包含LED照明模块530的部分组件。保护电路560耦接第一滤波输出端521及第二滤波输出端522,侦测滤波后信号以决定是否进入保护状态。当决定进入保护状态时,保护电路560箝制滤波后信号的电平大小,以避免LED照明模块530中的组件发生损坏。其中,防闪烁电路550为可省略的电路,在图示中以虚线表示。
参见图10B,为根据本实用新型一较佳实施例的保护电路的电路示意图。保护电路660包含电容663及670、电阻669、二极管672、钳压电路以及分压电路,其中钳压电路包含双向可控硅661及双向触发二极管662,分压电路包含作为第一切换开关的第一双载子接面晶体管667及作为第二切换开关的第二双载子接面晶体管668、电阻665、电阻666、电阻664及电阻671。保护电路660于LED模块的电流或/及电压过高时进入保护状态,而避免LED模块的损坏。
双向可控硅661的第一端耦接第一滤波输出端521,第二端耦接第二滤波输出端522,而控制端耦接双向触发二极管662的第一端。双向触发二极管662的第二端耦接电容663的一端,电容663的另一端耦接第二滤波输出端522。电阻664的一端耦接双向触发二极管662的第二端,另一端耦接第二滤波输出端522,而与电容663并联。电阻665的一端耦接双向触发二极管662的第二端,另一端耦接第一双载子接面晶体管667的集极。第一双载子接面晶体管667的射极耦接第二滤波输出端522。电阻666的一端耦接双向触发二极管662的第二端,另一端耦接第二双载子接面晶体管668的集极以及第一双载子接面晶体管667的基极。第二双载子接面晶体管668的射极耦接第二滤波输出端522。电阻669的一端耦接第二双载子接面晶体管668的基极,另一端耦接电容670的一端。电容670的另一端耦接第二滤波输出端522。电阻671的一端耦接双向触发二极管662的第二端,另一端耦接二极管672的负极。二极管672的正极耦接第一滤波输出端521。
值得注意的是,电阻665的阻值小于电阻666的阻值。
以下先说明保护电路660的过流保护的操作。
电阻669和电容670的连接点接收电流侦测信号S531,其中电流侦测信号S531代表LED模块流经的电流大小。电阻671的另一端耦接电压端521’。在此实施例中,电压端521’可以耦接一偏压源或者如图示般,透过二极管672耦接到第一滤波输出端521以滤波后信号作为偏压源。当电压端521’耦接额外的偏压源时,二极管672可以省滤,在图示中,二极管672以虚线表示。电阻669和电容670的组合可以滤除电流侦测信号 S531的高频成分,并将滤除后电流侦测信号S531输入第二双载子接面晶体管668的基极以控制第二双载子接面晶体管668的导通与截止。藉由电阻669和电容670的滤波作用,可以避免因噪声所造成的第二双载子接面晶体管668的误动作。在实际应用上,电阻669和电容670可以省略(故电阻669和电容670于图中以虚线表示),而将电流侦测信号S531直接输入第二双载子接面晶体管668的基极。
当LED灯正常操作而LED模块的电流在正常范围内时,第二双载子接面晶体管668为截止。此时,电阻666将第一双载子接面晶体管667的基极电压拉高而使得第一双载子接面晶体管667导通。此时,双向触发二极管662的第二端的电位根据电源端521’的偏压源的电压,以及电阻671及并联的电阻664与电阻665的分压比例而决定。由于电阻665的阻值较小,分压比例较低因而双向触发二极管662的第二端的电位较低。此时,双向可控硅661的控制端电位也被双向触发二极管662拉低,双向可控硅661为截止而使保护电路660处于未保护状态。
当LED模块的电流超过一过流值时,此时电流侦测信号S531的电平会过高而使第二双载子接面晶体管668导通。第二双载子接面晶体管668会拉低第一双载子接面晶体管667的基极电压而使得第一双载子接面晶体管667为截止。此时,双向触发二极管662的第二端的电位根据电源端521’的偏压源的电压,以及电阻671及并联的电阻664与电阻666的分压比例而决定。由于电阻666的阻值较大,分压比例较高因而双向触发二极管662的第二端的电位较高。此时,双向可控硅661的控制端电位也被双向触发二极管662拉高,双向可控硅661为导通以箝制第一滤波输出端521及第二滤波输出端522之间的电压差而使保护电路660处于保护状态。
在本实施例中,偏压源的电压系根据双向可控硅661的触发电压、电阻671及并联的电阻664与电阻665的分压比例以及电阻671及并联的电阻664与电阻666的分压比例来决定。藉此,偏压源的电压在前者的分压比例分压后低于双向可控硅661的触发电压,而在后者的分压比例分压后高于双向可控硅661的触发电压。也就是,于所述LED模块的电流大于过流值时,分压电路调高所述分压比例,而达到迟滞比较的作用。具体实施方面,做为切换开关的第一双载子接面晶体管667及第二双载子接面晶体管668分别串联决定分压比例的电阻665及电阻666,分压电路根据LED模块的电流是否大于过流值,来决定第一双载子接面晶体管667及第二双载子接面晶体管668何者截止何者导通,来决定分压比例。钳压电路根据分压电路的分压决定是否箝制LED模块的电压。
接着说明保护电路660的过压保护的操作。
电阻669和电容670的连接点接收电流侦测信号S531,其中电流侦测信号S531代表LED模块流经的电流大小。因此,此时保护电路660仍具有电流保护的功能。电阻671的另一端耦接电压端521’,在此实施例中,电压端521’耦接LED模块的正端以侦测LED模块的电压。以上述的实施例为例,在图7A及图7B的实施例等LED照明模块530未包含驱动电路1530的实施例中,电压端521’耦接第一滤波输出端521;在图8A至图8G等LED照明模块530包含驱动电路1530的实施例中,电压端521’耦接第一驱动输出端1521。在本实施例中,电阻671及并联的电阻664与电阻665的分压比例以及电阻671及并联的电阻664与电阻666的分压比例将视电压端521’的电压,即第一驱动输出端1521或第一滤波输出端521的电压来调整。因此,保护电路660的过流保护仍可正常操作。
当LED模块的电流未超过过流值时,双向触发二极管662的第二端的电位(由电阻671与并联的电阻665与电阻664的分压比例与电压端521’的电压决定)不足以触发双向可控硅661。此时,触发双向可控硅661为截止,保护电路660处于未保护状态。当LED模块操作异常,例如:LED模块开路,而造成LED模块的正端的电压超过一过压值。此时,双向触发二极管662的第二端的电位较高而使双向触发二极管662的第一端超过触发双向可控硅661的触发电压。此时,触发双向可控硅661为导通,保护电路660处于保护状态并箝制滤波后信号的电平。
如上所述,保护控制电路660可以具有过流或过压保护功能,或者可以同时具有过流及过压保护的功能。
另外,保护电路660可在电阻664的两端并联齐纳二极管,以箝制两端的电压。齐纳二极管的崩溃电压较佳为25-50伏之间,更佳为36伏。
再者,双向可控硅661可用硅控整流器(Silicon Controlled Rectifier,SCR)来代替,双向触发二极管662可用固体放电管(Thyristor Surge Suppresser)来代替,而不影响保护电路的保护功能。尤其,通过采用硅控整流器管可降低导通时的压降。
在一实施例中,保护电路660的组件参数可如下设定。电阻669的阻值较佳为10欧姆。电容670的容值较佳为1nf。电容633的容值较佳为10nf。双向触发二极管662的电压范围26-36伏之间。电阻671的阻值较佳为300K-600K欧姆之间,更佳为540K欧姆。电阻666的阻值较佳为100K-300K欧姆之间,更佳为220K欧姆。电阻665的阻值较佳为30K-100K欧姆之间,更佳为40K欧姆。电阻664的阻值较佳为100K-300K欧姆之间,更佳为220K欧姆。
参见图11A,为根据本实用新型第六较佳实施例的LED灯的电源模组的应用电路方块示意图。相较于图8A所示实施例,本实施例包含第一整流电路510及第二整流电路540、滤波电路520、驱动电路1530,且更增加模式切换电路580,其中驱动电路1530及LED模块630组成LED照明模块530。模式切换电路580耦接第一滤波输出端521及第二滤波输出端522至少其中之一以及第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522至少其中之一,用于决定进行第一驱动模式或第二驱动模式。其中,第一驱动模式系将滤波后信号输入驱动电路1530,第二驱动模式系至少旁通驱动电路1530的部分组件,使驱动电路1530停止操作并将滤波后信号直接输入并驱动LED模块630。被旁通的驱动电路1530的部分组件包含电感或切换开关,使驱动电路1530无法进行电力转换而停止操作。当然,驱动电路1530的电容若存在而未省略,依然可以用于滤除滤波后信号的纹波而达到稳定LED模块两端的电压的作用。当模式切换电路580决定第一驱动模式而将滤波后信号输入驱动电路1530时,驱动电路1530将滤波后信号转换成驱动信号以驱动LED模块630发光。当模式切换电路580决定第二驱动模式而将滤波后信号直接输至LED模块630而旁通驱动电路1530时,等效上滤波电路520为LED模块630的驱动电路,滤波电路520提供滤波后信号为LED模块的驱动信号,以驱动LED模块发光。
值得注意的是,模式切换电路580可以根据用户的命令或侦测LED灯所接受的经由第一接脚501、第二接脚502、第三接脚503及第四接脚504所接收的信号来判断,而决定第一驱动模式或第二驱动模式。因此,本实施例可以更包含一切换判断电路590,用于根据LED灯所接受的信号来判断,使模式切换电路580根据判断结果信号S580(及S585)决定第一驱动模式或第二驱动模式。藉由模式切换电路,LED灯的电源模组可以对应不同的应用环境或驱动系统,而调整适当的驱动模式,因而提高了LED灯的兼容性。
参见图11B,为根据本实用新型第一较佳实施例的模式切换电路的电路示意图。模式切换电路680包含模式切换开关681,适用于图8C所示的驱动电路1630。请同时参见图11B及图8C,模式切换开关681具有三个端点683、684、685,端点683耦接第二驱动输出端1522,端点684耦接第二滤波输出端522以及端点685耦接驱动电路1630的电感1632。
当模式切换电路680决定第一模式时,模式切换开关681导通端点683及685的第一电流路径而截止端点683及684的第二电流路径。此时,第二驱动输出端1522与电感1632耦接。因此,驱动电路1630正常运作,将由第一滤波输出端521及第二滤波输出端522接收滤波后信号并转换成驱动信号由第一驱动输出端1521及第二驱动输出端 1522驱动LED模块。
当模式切换电路680决定第二模式时,模式切换开关681导通端点683及684的第二电流路径而截止端点683及685的第一电流路径。此时,第二滤波输出端522与第二驱动输出端1522耦接。因此,驱动电路1630停止运作。滤波后信号由第一滤波输出端521及第二滤波输出端522输入直接由第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522驱动LED模块,而旁通驱动电路1630的电感1632及切换开关1635。
参见图11C,为根据本实用新型第二较佳实施例的模式切换电路的电路示意图。模式切换电路780包含模式切换开关781,适用于图8C所示的驱动电路1630。请同时参见图11C及图8C,模式切换开关781具有三个端783、784、785,端点783耦接第二滤波输出端522,端点784耦接第二驱动输出端1522以及端点785耦接驱动电路1630的切换开关1635。
当模式切换电路780决定第一模式时,模式切换开关781导通端点783及785的第一电流路径而截止端点783及784的第二电流路径。此时,第二滤波输出端522与切换开关1635耦接。因此,驱动电路1630正常运作,将由第一滤波输出端521及第二滤波输出端522接收滤波后信号并转换成驱动信号由第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522驱动LED模块。
当模式切换电路780决定第二模式时,模式切换开关781导通端点783及784的第二电流路径而截止端点783及785的第一电流路径。此时,第二滤波输出端522与第二驱动输出端1522耦接。因此,驱动电路1630停止运作。滤波后信号由第一滤波输出端521及第二滤波输出端522输入直接由第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522驱动LED模块,而旁通驱动电路1630的电感1632及切换开关1635。
参见图11D,为根据本实用新型第三较佳实施例的模式切换电路的电路示意图。模式切换电路880包含模式切换开关881,适用于图8D所示的驱动电路1730。请同时参见图11D及图8D,模式切换开关881具有三个端点883、884、885,端点883耦接第一滤波输出端521,端点884耦接第一驱动输出端1521以及端点885耦接驱动电路1730的电感1732。
当模式切换电路880决定第一模式时,模式切换开关881导通端点883及885的第一电流路径而截止端点883及884的第二电流路径。此时,第一滤波输出端521与电感1732耦接。因此,驱动电路1730正常运作,将由第一滤波输出端521及第二滤波输出端522接收滤波后信号并转换成驱动信号由第一驱动输出端1521及第二驱动输出端 1522驱动LED模块。
当模式切换电路880决定第二模式时,模式切换开关881导通端点883及884的第二电流路径而截止端点883及885的第一电流路径。此时,第一滤波输出端521与第一驱动输出端1521耦接。因此,驱动电路1730停止运作。滤波后信号由第一滤波输出端521及第二滤波输出端522输入直接由第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522驱动LED模块,而旁通驱动电路1730的电感1732及续流二极管1733。
参见图11E,为根据本实用新型第四较佳实施例的模式切换电路的电路示意图。模式切换电路980包含模式切换开关981,适用于图8D所示的驱动电路1730。请同时参见图11E及图8D,模式切换开关981具有三个端点983、984、985,端点983耦接第一驱动输出端1521,端点984耦接第一滤波输出端521以及端点985耦接驱动电路1730的续流二极管1733的负极。
当模式切换电路980决定第一模式时,模式切换开关981导通端点983及985的第一电流路径而截止端点983及984的第二电流路径。此时,续流二极管1733的负极与第一滤波输出端521耦接。因此,驱动电路1730正常运作,将由第一滤波输出端521及第二滤波输出端522接收滤波后信号并转换成驱动信号由第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522驱动LED模块。
当模式切换电路980决定第二模式时,模式切换开关981导通端点983及984的第二电流路径而截止端点983及985的第一电流路径。此时,第一滤波输出端521与第一驱动输出端1521耦接。因此,驱动电路1730停止运作。滤波后信号由第一滤波输出端521及第二滤波输出端522输入直接由第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522驱动LED模块,而旁通驱动电路1730的电感1732及续流二极管1733。
参见图11F,为根据本实用新型第五较佳实施例的模式切换电路的电路示意图。模式切换电路1680包含模式切换开关1681,适用于图8E所示的驱动电路1830。请同时参见图11F及图8E,模式切换开关1681具有三个端点1683、1684、1685,端点1683耦接第一滤波输出端521,端点1684耦接第一驱动输出端1521以及端点1685耦接驱动电路1830的切换开关1835。
当模式切换电路1680决定第一模式时,模式切换开关1681导通端点1683及1685的第一电流路径而截止端点1683及1684的第二电流路径。此时,第一滤波输出端521与切换开关1835耦接。因此,驱动电路1830正常运作,将由第一滤波输出端521及第二滤波输出端522接收滤波后信号并转换成驱动信号由第一驱动输出端1521及第二驱 动输出端1522驱动LED模块。
当模式切换电路1680决定第二模式时,模式切换开关1681导通端点1683及1684的第二电流路径而截止端点1683及1685的第一电流路径。此时,第一滤波输出端521与第一驱动输出端1521耦接。因此,驱动电路1830停止运作。滤波后信号由第一滤波输出端521及第二滤波输出端522输入直接由第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522驱动LED模块,而旁通驱动电路1830的电感1832及切换开关1835。
参见图11G,为根据本实用新型第六较佳实施例的模式切换电路的电路示意图。模式切换电路1780包含模式切换开关1781,适用于图8E所示的驱动电路1830。请同时参见图11G及图8E,模式切换开关1781具有三个端点1783、1784、1785,端点1783耦接第一滤波输出端521,端点1784耦接第一驱动输出端1521以及端点1785耦接驱动电路1830的电感1832。
当模式切换电路1780决定第一模式时,模式切换开关1781导通端点1783及1785的第一电流路径而截止端点1783及1784的第二电流路径。此时,第一滤波输出端521与电感1832耦接。因此,驱动电路1830正常运作,将由第一滤波输出端521及第二滤波输出端522接收滤波后信号并转换成驱动信号由第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522驱动LED模块。
当模式切换电路1780决定第二模式时,模式切换开关1781导通端点1783及1784的第二电流路径而截止端点1783及1785的第一电流路径。此时,第一滤波输出端521与第一驱动输出端1521耦接。因此,驱动电路1830停止运作。滤波后信号由第一滤波输出端521及第二滤波输出端522输入直接由第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522驱动LED模块,而旁通驱动电路1830的电感1832及切换开关1835。
参见图11H,为根据本实用新型第七较佳实施例的模式切换电路的电路示意图。模式切换电路1880包含模式切换开关1881及1882,适用于图8F所示的驱动电路1930。请同时参见图11H及图8F,模式切换开关1881具有三个端点1883、1884、1885,端点1883耦接第一驱动输出端1521,端点1884耦接第一滤波输出端521以及端点1885耦接驱动电路1930的续流二极管1933。模式切换开关1882具有三个端点1886、1887、1888,端点1886耦接第二驱动输出端1522,端点1887耦接第二滤波输出端522以及端点1888耦接第一滤波输出端521。
当模式切换电路1880决定第一模式时,模式切换开关1881导通端点1883及1885的第一电流路径而截止端点1883及1884的第二电流路径,以及模式切换开关1882导 通端点1886及1888的第三电流路径而截止端点1886及1887的第四电流路径。此时,第一驱动输出端1521与续流二极管1933耦接,且第一滤波输出端521与第二驱动输出端1522耦接。因此,驱动电路1930正常运作,将由第一滤波输出端521及第二滤波输出端522接收滤波后信号并转换成驱动信号由第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522驱动LED模块。
当模式切换电路1880决定第二模式时,模式切换开关1881导通端点1883及1884的第二电流路径而截止端点1883及1885的第一电流路径,以及模式切换开关1882导通端点1886及1887的第四电流路径而截止端点1886及1888的第三电流路径。此时,第一滤波输出端521与第一驱动输出端1521耦接,而且第二滤波输出端522与第二驱动输出端1522耦接。因此,驱动电路1930停止运作。滤波后信号由第一滤波输出端521及第二滤波输出端522输入直接由第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522驱动LED模块,而旁通驱动电路1930的续流二极管1933及切换开关1935。
参见图11I,为根据本实用新型第八较佳实施例的模式切换电路的电路示意图。模式切换电路1980包含模式切换开关1981及1982,适用于图8F所示的驱动电路1930。请同时参见图11I及图8F,模式切换开关1981具有三个端点1983、1984、1985,端点1983耦接第二滤波输出端522,端点1984耦接第二驱动输出端1522以及端点1985耦接驱动电路1930的切换开关1935。模式切换开关1982具有三个端点1986、1987、1988,端点1986耦接第一滤波输出端521,端点1987耦接第一驱动输出端1521以及端点1988耦接第二驱动输出端1522。
当模式切换电路1980决定第一模式时,模式切换开关1981导通端点1983及1985的第一电流路径而截止端点1983及1984的第二电流路径,以及模式切换开关1982导通端点1986及1988的第三电流路径而截止端点1986及1987的第四电流路径。此时,第二滤波输出端522与切换开关1935耦接,且第一滤波输出端521与第二驱动输出端1522耦接。因此,驱动电路1930正常运作,将由第一滤波输出端521及第二滤波输出端522接收滤波后信号并转换成驱动信号由第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522驱动LED模块。
当模式切换电路1980决定第二模式时,模式切换开关1981导通端点1983及1984的第二电流路径而截止端点1983及1985的第一电流路径,以及模式切换开关1982导通端点1986及1987的第四电流路径而截止端点1986及1988的第三电流路径。此时,第一滤波输出端521与第一驱动输出端1521耦接,而且第二滤波输出端522与第二驱 动输出端1522耦接。因此,驱动电路1930停止运作。滤波后信号由第一滤波输出端521及第二滤波输出端522输入直接由第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522驱动LED模块,而旁通驱动电路1930的续流二极管1933及切换开关1935。
值得注意的是,上述实施例中的模式切换开关可以是单刀双掷开关,或两个半导体开关(例如:金氧半场效晶体管),用来切换两个电流路径其中之一为导通,另一为截止。电流路径系用于提供滤波后信号的导通路径,使滤波后信号的电流流经其中之一来达到模式选择的功能。举例来说,请同时参见图4A及图4C,当灯管驱动电路505不存在而由交流电源508直接供电给LED直管灯500时,模式切换电路可以决定第一模式,由驱动电路将滤波后信号转换成驱动信号,使驱动信号的电平可以匹配LED模块发光所需的电平,而得以正确驱动LED模块发光。当灯管驱动电路505存在时,模式切换电路可以决定第二模式,由滤波后信号直接驱动LED模块发光;或者也可以决定第一模式,仍由驱动电路将滤波后信号转换成驱动信号以驱动LED模块发光。
参见图11J,为根据本实用新型第一较佳实施例的LED灯的切换判断电路的电路示意图。切换判断电路690包含一双向触发二极管691及一电阻692,用于判断外部驱动信号的电压高低。双向触发二极管691与电阻692串联,即双向触发二极管691一端耦接第一滤波后输出端521,另一端耦接电阻692的一端,而电阻692的另一端耦接第二滤波后输出端522。双向触发二极管691与电阻692的连接点则产生判断结果信号S580至模式切换电路。当外部驱动信号为高频高压的信号时,判断结果信号S580为高电平,使模式切换电路决定第二驱动模式。例如:图4A及4C的灯管驱动电路505存在时,将交流电源508的交流电源信号转换成高频、高压的交流驱动信号。此时,模式切换电路决定第二驱动模式,使第一滤波后输出端521、第二滤波后输出端522上的滤波后信号直接驱动LED模块630发光。当外部驱动信号为低频、低压的信号时,判断结果信号S580为低电平,使模式切换电路决定第一驱动模式。例如:图4A及4C的灯管驱动电路505不存在时,交流电源508的交流电源信号直接输入LED照明模块。此时,模式切换电路决定第一驱动模式,使第一滤波后输出端521、第二滤波后输出端522上的滤波后信号的电平转换成适合LED模块630的电压以驱动LED模块630发光。
在本实施例中,双向触发二极管691选取阈值为400伏-1300伏之间;较佳的选取阈值为450伏-700伏之间;更佳的选取阈值为500伏-600伏之间。
值得注意的是,切换判断电路690可以更包含一电阻693及一切换开关694。由于电阻693及切换开关694可视应用情况省略,在此以虚线表示。电阻693与切换开关694 串联,即电阻693一端耦接第一滤波后输出端521,另一端耦接切换开关694的一端,而切换开关694的另一端耦接第二滤波后输出端522。切换开关694的控制端则耦接双向触发二极管691与电阻692的连接点以接收判断结果信号S580,并据此于电阻693及切换开关694的连接点产生另一判断结果信号S585。判断结果信号S580及S585为反相信号,以提供,例如:图11H及图11I所示的具有双模式切换开关的模式切换电路使用。
参见图11K,为根据本实用新型第二较佳实施例的LED灯的切换判断电路的电路示意图。切换判断电路790包含一电容791、电阻791及793、以及一切换开关794;其中电容791及电阻792串联做为频率判断电路795,用于判断外部驱动信号的频率高低。电容792一端耦接第一整流输出端511,另一端耦接电阻791的一端,而电阻791的另一端耦接第二整流输出端512。频率判断电路795于电阻791与电容792的连接点产生一判断结果信号S580,其中判断结果信号S580的电平系根据外部驱动信号的频率高低而决定,当频率越高,信号的电平越高;反之则越低。因此,当外部驱动信号为高频(例如:20KHz以上)、高压的信号时,判断结果信号S580为高电平,使模式切换电路决定第二驱动模式。当外部驱动信号为低频、低压的信号时,判断结果信号S580为低电平,使模式切换电路决定第一驱动模式。同样地,切换判断电路790可以更包含一电阻793及一切换开关794。电阻793与切换开关794串联于第一滤波后输出端521及第二滤波后输出端522之间,且切换开关794的控制端则耦接频率判断电路795以接收判断结果信号S580,并据此于电阻793及切换开关794的连接点产生另一判断结果信号S585。判断结果信号S580及S585为反相信号,以提供具有双模式切换开关的模式切换电路使用。电阻793及切换开关794可视应用情况省略,在此以虚线表示。
参见图12A,为根据本实用新型第七较佳实施例的LED灯的电源模组的应用电路方块示意图。相较于图4D所示实施例,本实施例的日光灯包含第一整流电路510及第二整流电路540、及滤波电路520,且更增加镇流兼容电路1510,其中电源模组也可以包含LED照明模块530的部分组件。镇流兼容电路1510可耦接于第一接脚501或/及第二接脚502以及整流电路510之间。在本实施例,以镇流兼容电路1510耦接于第一接脚501及整流电路之间为例说明。请同时参见图图4A及图4C,灯管驱动电路505为电子镇流器,提供交流驱动信号以驱动本实施例的LED灯。
由于灯管驱动电路505的驱动系统启动之初,输出能力尚未完全提升至正常状态。然而,在启动之初LED灯的电源模组立即导通并接收灯管驱动电路505所提供的交流驱 动信号。这会造成启动之初,灯管驱动电路505立即有负载而无法顺利启动。举例来说,灯管驱动电路505的内部组件自其转换的输出取电而维持启动后的操作,输出电压无法正常上升而导致启动失败,或灯管驱动电路505的谐振电路的Q值因LED灯的负载的加入而改变而无法顺利启动等。
镇流兼容电路1510用于在满足预定条件时接通所述LED照明模块和所述电源模组。本实施例的镇流兼容电路1510在启动之初,将呈现开路状态,使交流驱动信号的能量无法输入至LED模块,并经设定的延迟时间后才进入导通状态,使交流驱动信号的能量开始输入至LED灯模块。上述的镇流兼容电路1510于做为外部驱动信号的交流驱动信号开始输入LED直管灯起一设定延迟时间内为截止,于所述设定延迟时间后为导通,藉此LED灯的操作模拟了荧光灯的启动特性—驱动电源启动后一段延迟时间后内部气体才放电而发光。因此,镇流兼容电路1510进一步改善了对电子镇流器等灯管驱动电路505的兼容性。
参见图12B,为根据本实用新型第八较佳实施例的LED灯的电源模组的应用电路方块示意图。相较于图12A所示实施例,本实施例的镇流兼容电路1510可耦接于第三接脚503或/及第四接脚504以及第二整流电路540之间。如图12A中镇流兼容电路1510的说明,镇流兼容电路1510具有延迟起动的作用,使交流驱动信号的输入延迟了设定的时间,避免电子镇流器等灯管驱动电路505启动失败的问题。
参见图12C,为根据本实用新型第九较佳实施例的LED灯的电源模组的应用电路方块示意图。相较于图12A所示实施例,本实施例的镇流兼容电路1510耦接于第二整流电路540与滤波电路520之间。如上说明,本实施例中的第二整流电路540不包含电容或电感等组件,因此不影响镇流兼容电路1510的功能。
参见图12D,为根据本实用新型第十较佳实施例的LED灯的电源模组的应用电路方块示意图。相较于图12A所示实施例,本实施例的镇流兼容电路1510耦接于整流电路510与滤波电路520之间。同样地,本实施例中的整流电路510不包含电容或电感等组件,因此不影响镇流兼容电路1510的功能。
镇流兼容电路具有镇流兼容输入端及镇流兼容输出端,镇流兼容输入端与至少一个整流电路耦接,镇流兼容输出端与LED照明模块耦接;镇流兼容电路包括耦接在镇流兼容输入端及镇流兼容输出端之间的开关部,镇流兼容电路用于在满足预定条件时控制开关部导通镇流兼容输入端及镇流兼容输出端,以接通LED照明模块和电源模组。
一实施例中,镇流兼容电路用于当接收到输入的信号达到预定时长时接通LED照明 模块和电源模组。
一实施例中,镇流兼容电路还包括第一触发部;第一触发部与开关部耦接;当第一触发部在接收到输入的信号达到预定时长时,触发开关部导通镇流兼容输入端及镇流兼容输出端以接通LED照明模块和电源模组。
进一步地,镇流兼容电路还包括阻抗部,阻抗部耦接于镇流兼容输入端及镇流兼容输出端之间,并与开关部并联;阻抗部用于当开关部断开时截止镇流兼容输入端向镇流兼容输出端的输出。
进一步地,镇流兼容电路还包括耦接于镇流兼容输入端与第一触发部之间的限流部,以使信号仅能由镇流兼容输入端单向流向第一触发部。
进一步地,镇流兼容电路还包括检测部,检测部耦接在镇流兼容输入端及镇流兼容输出端之间,用于检测镇流兼容输入端及镇流兼容输出端之间的电压变化。
进一步地,镇流兼容电路还包括还包括用于保护开关部和第一触发部的保护部。
参见图12E,为根据本实用新型第一较佳实施例的镇流兼容电路的电路示意图。开关部包括第一双向可控硅1614;第一触发部包括第一双向触发二极管1617和第一电容1619,进一步地,第一触发部还包括第一电阻1618;阻抗部包括第二电阻1613;限流部包括二极管1612;检测部包括并联的第三电阻1622和第二电容1623;保护部包括第四电阻1615和/或第五电阻1620。上述元器件的连接关系及实现接收到信号达到预定时长时接通LED照明模块和电源模组的原理介绍如下。
镇流兼容电路1610中的初始状态为镇流兼容输入端1611及镇流兼容输出端1621之间等效上为开路。镇流兼容电路1610于镇流兼容输入端1611接收信号后,经设定时间才导通镇流兼容输入端1611及镇流相容输出端1621,使镇流兼容输入端1611所接收的信号传送到镇流兼容输出端1621。
镇流兼容电路1610包含二极管1612、第二电阻1613、第三电阻1622、第四电阻1615、第一电阻1618、第五电阻1620及第一双向可控硅1614、第一双向触发二极管1617、第一电容1619、镇流兼容输入端1611及镇流兼容输出端1621。其中,第二电阻1613的阻值相当大(100欧姆-1兆欧姆之间),因此在第一双向可控硅1614截止时,镇流兼容输入端1611及镇流兼容输出端1621之间等效上为开路。
第一双向可控硅1614耦接于镇流兼容输入端1611及镇流兼容输出端1621之间,第二电阻1613也耦接于镇流兼容输入端1611及镇流兼容输出端1621之间而与第一双向可控硅1614并联。二极管1612、第五电阻1620、第三电阻1622及第一电容1619依 序串联于镇流兼容输入端1611及镇流兼容输出端1621之间,而与第一双向可控硅1614并联。二极管1612的正极与第一双向可控硅1614连接,而负极连接到第五电阻1620的一端。第一双向可控硅1614的控制端与第一双向触发二极管1617的一端相连,第一双向触发二极管1617的另一端与第一电阻1618的一端相连,第一电阻1618的另一端耦接第一电容1619及第三电阻1622的连接端。第四电阻1615耦接于第一双向可控硅1614的控制端及第二电阻1613与第一电容1619的连接端之间。其中,第四电阻1615、第一电阻1618、第五电阻1620可以省略,故图中以虚线表示。第一电阻1618省略时,第一双向触发二极管1617的另一端与第一电容1619及第三电阻1622的连接端直接连接。第五电阻1620省略时,二极管1612的负极直接连接第三电阻1622。
当交流驱动信号(例如:电子镇流器所输出的高频、高压交流信号)开始输入到镇流兼容输入端1611时,第一双向可控硅1614先处于开路状态,使交流驱动信号无法输入而使LED灯也处于开路状态。交流驱动信号经过二极管1612、第五电阻1620、第三电阻1622开始对第一电容1619充电,使第一电容1619的电压逐渐上升。持续充电一段时间后,第一电容1619的电压升高到超过第一双向触发二极管1617的阀值而使触发第一双向触发二极管1617导通。然后,导通的第一双向触发二极管1617触发第一双向可控硅1614,使第一双向可控硅1614也导通。此时,导通的第一双向可控硅1614电性连接镇流兼容输入端1611及镇流兼容输出端1621,使交流驱动信号经由镇流兼容输入端1611及镇流兼容输出端1621输入,使LED灯的电源模组开始操作。另外,第一电容1619所储存的能量维持第一双向可控硅1614导通,以避免交流驱动信号的交流变化造成第一双向可控硅1614,即镇流兼容电路1610的再度截止,或者重复于导通与截止之间变化的问题。
当本实施例的镇流兼容电路1610应用至图12C的应用电路时,由于镇流兼容电路1610接收经过整流单元或整流电路整流后的信号,二极管1612可以省略。第一双向可控硅1614可用硅控整流器(Silicon Controlled Rectifier,SCR)来代替,第一双向触发二极管1617可用固体放电管(Thyristor Surge Suppresser)来代替,而不影响保护电路的保护功能。尤其,通过采用硅控整流器管可降低导通时的压降。
一般电子镇流器等灯管驱动电路505启动后经几百毫秒,电子镇流器的输出电压可以提高到一定电压值之上而不至于受到LED灯的负载加入的影响。尤其,部分的瞬时启动型电子镇流器的输出交流电压会先约略维持定值一小段时间,例如:0.01秒,此时的电压定值在300伏以下,之后才开始上升,而在此一小段时间内输出端有任何负载的加 入,都可能造成瞬时启动型电子镇流器无法顺利拉升输出交流电压;特别是,当瞬时启动型电子镇流器的输入电压为120伏或以下的市电时,更容易出现。另外,电子镇流器等灯管驱动电路505会设有荧光灯是否点灯的侦测,若超过时间荧光灯未点灯则判断荧光灯异常而进入保护状态。因此,镇流兼容电路1610的延迟时间较佳为大于0.01秒,更佳为在0.1秒到3秒之间。
值得注意的是,第三电阻1622可以额外并联第二电容1623。第二电容1623的作用在于反应镇流兼容输入端1611及镇流兼容输出端1621之间电压差的瞬间变化,且不影响镇流兼容电路1610的延迟导通的作用。
请参见图12F,为根据本实用新型第十一较佳实施例的LED直管灯的电源模组的应用电路方块示意图。相较于图4C所示实施例,本实施例的灯管驱动电路505驱动多个串联的LED直管灯500,且每个LED直管灯500内均装设有镇流兼容电路1610。为方便说明,以下以两个串联的LED直管灯500为例说明。
因两个LED直管灯500内的镇流兼容电路1610的延迟时间因组件制程误差等因素的影响而具有不同的延迟时间,因此两个镇流兼容电路1610的导通时间并不一致。当灯管驱动电路505启动,灯管驱动电路505所提供的交流驱动信号的电压大致由两个LED直管灯500所均分承受。而后当镇流兼容电路1610其中之一先导通时,灯管驱动电路505的交流驱动信号的电压几乎落在尚未导通的另一只LED直管灯500上。这使得尚未导通的LED直管灯500的镇流兼容电路1610上的跨压突然增加一倍,即镇流兼容输入端1611及镇流兼容输出端1621之间电压差突然增加一倍。由于第二电容1623的存在,第一电容1619及第二电容1623的分压效果,会瞬间拉高第一电容1619的电压,使得第一双向触发二极管1617触及第一双向可控硅1614导通,而使两个LED直管灯500的镇流兼容电路1610几乎同时导通。藉由第二电容1623的加入,可避免串联的LED直管灯之间因镇流兼容电路1610的延迟时间不同,导致先导通的镇流兼容电路1610中的第一双向可控硅1614因维持导通的电流不足而再度截止的问题。因此,加入第二电容1623的镇流兼容电路1610可进一步改受串联的LED直管灯的兼容性。
在实际应用上,第二电容1623的建议容值为在10pF-1nF之间,较佳为10pF-100PF之间,更佳为47pF。
值得注意的是,二极管1612系用于对第一电容1619充电的信号进行整流。因此,请参见图12C及图12D,在镇流兼容电路1610配置于整流单元或整流电路之后的应用情况,二极管1612可以省略。因此,在图12E中,二极管1612以虚线表示。
一实施中,镇流兼容电路用于当镇流兼容电路接收到输入的电压的强度达到预定阈值时接通LED照明模块和电源模组。
镇流兼容电路还包括第二触发部;第二触发部与开关部耦接;当第二触发部在接收到输入的电压的强度达到预定阈值时,触发开关部导通镇流兼容输入端及镇流兼容输出端以接通LED照明模块和电源模组。
参见图12G,为根据本实用新型第二较佳实施例的镇流兼容电路的电路示意图。开关部包括第二双向可控硅1712;第二触发部包括第三双向触发二极管1713、第七电阻1714、第八电阻1716、第九电阻1717及第四电容1715。上述元器件的连接关系及实现接收到电压的强度达到预定阈值时接通LED照明模块和电源模组的原理介绍如下。
镇流兼容电路1710中的初始状态为镇流兼容输入端1711及镇流兼容输出端1721之间为开路。镇流兼容电路1710于镇流兼容输入端1711接收信号,于外部驱动信号的电平小于一设定延迟电平值时为截止,于外部驱动信号的电平大于设定延迟电平值时为导通,使镇流兼容输入端1711所接收的信号传送到镇流兼容输出端1721。设定延迟电平值较佳为大于等于400伏。
镇流兼容电路1710包含第三双向可控硅1712、第三双向触发二极管1713、第七电阻1714、第八电阻1716、第九电阻1717及第四电容1715。第三双向可控硅1712的第一端耦接镇流兼容输入端1711,控制端耦接第三双向触发二极管1713的一端及第七电阻1714的一端,而第二端耦接第七电阻1714的另一端。第四电容1715的一端耦接第三双向触发二极管1713的另一端,另一端耦接第三双向可控硅1712的第二端。第九电阻1717与第四电容1715并联,因此也耦接第三双向触发二极管1713的另一端及第三双向可控硅1712的第二端。第八电阻1716的一端耦接第三双向触发二极管1713与第四电容1715的连接点,另一端耦接镇流兼容输出端1721。
当交流驱动信号(例如:电子镇流器所输出的高频、高压交流信号)开始输入到镇流兼容输入端1711时,第三双向可控硅1712先处于开路状态,使交流驱动信号无法输入而使LED灯也处于开路状态。交流驱动信号的输入会在镇流兼容电路1710的镇流兼容输入端1711及镇流兼容输出端1721之间造成压差。当交流驱动信号随时间变大并经过一段时间后达到足够的振幅(设定延迟电平值)时,镇流兼容输出端1721的电平经过第八电阻1716、并联的第四电容1715及第九电阻1717以及第七电阻1714反应到第三双向可控硅1712的控制端而触发第三双向可控硅1712导通。此时,镇流兼容电路1710导通而使LED灯正常操作。在第三双向可控硅1712导通后,第八电阻1716流经电流, 并对第四电容1715充电以储存一定的电压于第四电容1715。第四电容1715所储存的能量维持第三双向可控硅1712导通,以避免交流驱动信号的交流变化造成第三双向可控硅1712,即镇流兼容电路1710的再度截止,或者重复于导通与截止之间变化的问题。
一实施例中,镇流兼容电路还包括:侦测信号产生部、判断控制部;侦测信号产生部耦接于整流电路的两个整流输出端之间并与判断控制部耦接;判断控制部的一端耦接于整流电路的两个整流输出端之间,另一端耦接于开关部的控制端;判断控制部,其用于接收由侦测信号产生部产生的侦测信号,并用于当侦测信号达到预定阈值时控制开关部,从而使镇流兼容输入端及镇流兼容输出端接通以接通LED照明模块和电源模组。
进一步地,判断控制部用于当侦测信号高于第一预定阈值或低于第二预定阈值时控制开关部,从而使镇流兼容输入端及镇流兼容输出端接通;第一预定阈值大于第二预定阈值。
进一步地,镇流兼容电路还包括供能部,供能部耦接于镇流兼容输入端及镇流兼容输出端之间并与判断控制部耦接;供能部能向判断控制部提供使其工作的电能。
参见图12H为根据本实用新型第三较佳实施例的镇流兼容电路的电路示意图。侦测信号产生部包括第十电阻1916及第十一电阻1917;判断控制部包括控制电路1918;开关部包括三极管或切换开关1919;供能部包括第十二电阻1913和第五电容1914。上述元器件的连接关系及实现接收到电压的强度达到预定阈值时接通LED照明模块和电源模组的原理介绍如下。
镇流兼容电路1910包含第十电阻1916、第十一电阻1917、第十二电阻1913、第五电容1914、控制电路1918及切换开关1919。第十电阻1916一端耦接第一整流输出端511,另一端耦接第五电容1914的一端,而第五电容1914的另一端耦接第二整流输出端512,其连接点耦接控制电路1918,以提供控制电路1918操作所需的电力。第十电阻1916及第十一电阻1917串联于第一整流输出端511及第二整流输出端512之间,以根据整流后信号的电平产生代表外部交流信号的一侦测信号至控制电路1918。切换开关1919的控制端耦接控制电路1918,以根据控制电路1918的控制而导通或截止。切换开关1919的两端耦接镇流兼容输入端1911及镇流兼容输出端1921。
当控制电路1918判断第十一电阻1917及第十二电阻1913所产生的侦测信号的电平低于一高判断电平(第一预定阈值)时,控制电路1918截止切换开关1919。当电子镇流器启动之初,所输出的交流信号还不够高而使得侦测信号的电平低于高判断电平时,控制电路1918控制切换开关1919处于开路状态。此时,LED灯处于开路状态而停 止操作。当交流驱动信号随时间变大并经过一段时间后达到足够的振幅(设定延迟电平值)时,侦测信号的电平周期性高于高判断电平时,控制电路1918控制切换开关1919维持在导通状态。此时,LED灯正常操作。
应用在电子镇流器场合时,启动初期(时间小于100ms内,通常20-30ms之间)电子镇流器所产生的交流信号的电平介于200伏-300伏之间,随着电子镇流器平稳的工作,交流信号的电平会超过300伏。在本实施例中,第十一电阻1917的阻值较佳为200K欧姆-500K欧姆之间;更佳为300K欧姆-400K欧姆之间;阻第十二电阻1913的阻值较佳为0.5K-4K欧姆之间,更佳为1.0K欧姆-3K欧姆之间;高判断电平较佳为0.9伏-1.25伏之间,更佳为1.0伏。
值得注意的是,本实施例的镇流兼容电路也可以应用至电感镇流器的判断。应用在电感镇流器场合时,利用电感镇流器运行“过零”的特性,以市电为例,当电源启动初期时,第十一电阻1917及第十二电阻1913所产生的侦测信号的电平会低于一低判断电平(第二预定阈值),控制电路1918控制切换开关1919维持在导通状态,使LED灯正常操作。在本实施例中,低判断电平较佳为0.2伏以下,更佳为0.1伏以下。
也就是说,在电源启动初期,侦测信号高于低判断电平且低于高判断电平(高判断电平高于低判断电平)时,控制电路1918控制切换开关1919为截止。当侦测信号低于低判断电平或高于高判断电平,控制电路1918控制切换开关1919为导通。因此,不论是应用至电子镇流器或电感镇流器的场合,本实用新型的LED灯均可正常启动而发光。
第十一电阻1917及第十二电阻1913系用于侦测外部交流信号的电平,实际应用时,也可以频率侦测电路来取代。一般而言,电子镇流器的信号频率高于20KHz,而电感镇流器的信号频率不超过400Hz。通过设定频率的阈值,也可实现LED灯应用于电感镇流器及电子镇流器均可以正常发光。
一实施例中,镇流兼容电路用于当接收到输入的信号达到预定时长且镇流兼容电路接收到输入的电压的强度达到预定阈值时接通LED照明模块和电源模组。
镇流兼容电路还包括第一触发部;第一触发部与开关部耦接;当第一触发部在接收到输入的信号达到预定时长且镇流兼容电路接收到输入的电压的强度达到预定阈值时,开关部导通镇流兼容输入端及镇流兼容输出端以接通LED照明模块和电源模组。
图12I为根据本实用新型第四较佳实施例的镇流兼容电路的电路示意图。开关部包括第三双向可控硅TR;第一触发部包括第一放电管561、第二放电管562、第三电容563。上述元器件的连接关系及实现接收到信号达到预定时长且镇流兼容电路接收到输入的 电压的强度达到预定阈值时接通LED照明模块和电源模组的原理介绍如下。
图12I所示的镇流兼容电路包含:第三双向可控硅TR、第一放电管561、第二放电管562、第三电容563、镇流兼容输入端a及镇流兼容输出端b;第一放电管561的一端与镇流兼容输入端a连接,另一端与第二放电管562的一端及第三电容563的一端连接;第二放电管562的另一端与第三双向可控硅TR的控制端连接,第三电容563的另一端与镇流兼容输出端b连接。当第一放电管561两端的电压达到设定的阈值,第一放电管561导通,这时第三电容563充电状态,当第二放电管562两端的电压达到设定的阈值触发第三双向可控硅TR,这时第三双向可控硅TR导通(即a,b端间导通,启动LED照明模块)。
参数说明:本实施例中第三双向可控硅TR的耐压范围600-1300伏之间;本实施例中选600伏;第一放电管561的耐压阈值范围200伏-600伏之间;较佳的选取介于300伏-440伏之间;本实施例选取340伏;第二放电管562的耐压阈值范围20伏-100伏之间;较佳的选取介于30伏-70伏之间;本实施例选取68伏;第三电容563的范围为2-50nF之间,本实施例中选取10nF。本实施例中第一放电管561的耐压阈值大于第二放电管562的耐压阈值。
请一并参照前文对图12I所示的实施例的介绍,图12J所示的镇流兼容电路的电路示意图提供了另一种第一触发部的实施例,而两个实施例中的开关部可以共用。图12J提供的实施例中的第一触发部包括第一放电管561、第二双向触发二极管564、第三电容563;第一放电管561的一端与镇流兼容输入端耦接,另一端与第二双向触发二极管564的一端及第三电容563的一端耦接;第二双向触发二极管564的另一端与第三双向可控硅TR的控制端耦接,第三电容563的另一端与镇流兼容输出端连接;其中,第一放电管561的耐压阈值大于第二双向触发二极管564的耐压阈值。
图12J所示的镇流兼容电路与图12I在区别在于:用第二双向触发二极管564代替第二放电管562。参数说明:本实施例中第三双向可控硅TR的耐压范围600-1300伏之间;本实施例中选600伏;第一放电管561的耐压阈值范围200伏-600伏之间;较佳的选取介于300伏-440伏之间;本实施例选取340伏;第二双向触发二极管564的耐压阈值范围20伏-100伏之间;较佳的选取介于30伏-70伏之间;本实施例选取68伏;第三电容563的范围为2-50nF之间,本实施例中选取10nF。本实施例中第三放电管561的耐压阈值大于第二双向触发二极管564的耐压阈值。
请一并参照前文对图12J所示的实施例的介绍,进一步地,镇流兼容电路还包括限流部,限流部能限制镇流兼容电路中电流的值。图12K为根据本实用新型第七较佳实施例的镇流兼容电路的电路示意图。限流部包括第六电阻565,第六电阻565耦接于第三放电管561与第二双向触发二极管562之间。
图12K所示的镇流兼容电路与图12J的区别在于:第三放电管561的另一端与第二双向触发二极管564的一端之间加入第六电阻565。其余未变。
参数说明:本实施例中第三双向可控硅的耐压范围600-1300伏之间;本实施例中选600伏;第三放电管561的耐压阈值范围200伏-600伏之间;较佳的选取介于300伏-440伏之间;本实施例选取340伏;第二双向触发二极管564的耐压阈值范围20伏-100伏之间;较佳的选取介于30伏-70伏之间;本实施例选取68伏;第三电容563的范围为2-50nF之间,本实施例中选取10nF。
图12L为根据本实用新型第八较佳实施例的镇流兼容电路的电路示意图。承接前文的镇流兼容电路用于当镇流兼容电路接收到输入的电压的强度达到预定阈值时接通LED照明模块和电源模组,一实施例中,镇流兼容电路包括第四放电管、第三双向可控硅,第三双向可控硅的一端与第四放电管的一端及镇流兼容输入端耦接,第三双向可控硅的另一端与镇流兼容输出端耦接,第三双向可控硅的控制端与第四放电管的另一端耦接;当第四放电管两端的电压达到预定阈值时,第四放电管触发第三双向可控硅使其导通,以接通镇流兼容输入端及镇流兼容输出端。上述元器件的连接关系及实现接收到电压的强度达到预定阈值时接通LED照明模块和电源模组的原理介绍如下。
图12L所示的镇流兼容电路包含:第三双向可控硅TR、第四放电管561、镇流兼容输入端a及镇流兼容输出端b;第四放电管561的一端连接到镇流兼容输入端a,另一端连接到第三双向可控硅TR的控制端,第三双向可控硅TR的主电极T2连接到镇流兼容输入端b;当第四放电管561两端的电压达到设定的阈值,第四放电管561导通,触发第三双向可控硅TR,这时第三双向可控硅TR导通(即a,b端间导通,启动LED照明模块)。
参数说明:本实施例中第三双向可控硅的耐压范围600-1300伏之间;本实施例中选600伏;第四放电管561的耐压阈值范围20伏-100伏之间;较佳的选取介于30伏-70伏之间;本实施例选取68伏。
一实施例中,镇流兼容电路可以只包括第四放电管;第四放电管的一端与镇流兼容输入端耦接,另一端与镇流兼容输出端耦接;第四放电管两端的电压达到预定阈值时,接通镇流兼容输入端及镇流兼容输出端。
图12M为根据本实用新型第九较佳实施例的镇流兼容电路的电路示意图。所示镇流兼容电路与图12L在区别在于:取消了第三双向可控硅。参数说明:第四放电管561的耐压阈值范围20伏-100伏之间;较佳的选取介于30伏-70伏之间;本实施例选取68伏。
通过这样的设计,能解决背景中的电子镇流器在低电压时不能正常启动LED照明模块的问题。同时通过图12I-12M的拓扑可看出本实用新型提出的方案选用较少的元器件,这样极大的提高系统的可靠性。
请参见图13A,为根据本实用新型第十二较佳实施例的LED直管灯的电源模组的应用电路方块示意图。相较于图4D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照明模块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,用于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。
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13B,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及1662。请同时参见图13A,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。
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13C,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。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13A,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。
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:Class2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之间,减少损耗;而且内阻所造成的热也较小,温度可以在70摄氏度以上,甚至在50-60摄氏度之间。
当电路设计为使用软性基板使LED组件及电源模组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之间。
请参见图14A,为根据本实用新型第十三较佳实施例的LED直管灯的电源模组的应用电路方块示意图。相较于图4D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照明模块530,且更增加过压保护电路1570。过压保护电路1570耦接第一滤波输出端521及第二滤波输出端522,以侦测滤波后信号,并于滤波后信号的电平高于设定过压值时,箝制滤波后信号的电平。因此,过压保护电路1570可以保护LED照明模块530的组件不因过高压而毁损。
请参见图14B,为根据本实用新型第一较佳实施例的过压保护电路的电路示意图。过压保护电路1670包含稳压二极管1671,例如:齐纳二极管(Zener Diode),耦接第一滤波输出端521及第二滤波输出端522。稳压二极管1671于第一滤波输出端521及第 二滤波输出端522的电压差(即,滤波后信号的电平)达到崩溃电压时导通,使电压差箝制在崩溃电压上。过压保护电路1670可以避免,例如:瞬时启动型(Instant Start)电子镇流器于启动之初短时间的高交流电压输出等,暂时性的高电压造成LED照明模块530的毁损。过压保护电路1670的保护电压(或稳压二极管1671的崩溃电压)较佳为在低于500伏,例如:100-500伏之间的范围,更佳为低于400伏,例如:300-400伏之间的范围。
请参见图14C,为根据本实用新型第二较佳实施例的过压保护电路的电路示意图。过压保护电路1770包含一双向触发二极管1771、电阻1772、1774及1776、一电容1733以及一切换开关1775。双向触发二极管1771、电阻1772及电容1733串联于第一滤波输出端521及第二滤波输出端522之间。双向触发二极管1771的一端耦接第一滤波输出端521,电容1773的一端耦接第二滤波输出端522,而电阻1772耦接于双向触发二极管1771与电容1773之间。电阻1774与切换开关1775串联于第一滤波输出端521及第二滤波输出端522之间。电阻1774的一端耦接第一滤波输出端521,另一端耦接切换开关1775。切换开关1775的一端耦接第二滤波输出端522,而控制端通过电阻1776而耦接电阻1772与电容1773的连接点。于第一滤波输出端521及第二滤波输出端522的电压差(即,滤波后信号的电平)达到双向触发二极管1771的阈值或以上时,双向触发二极管1771导通,使电容1773的电压升高而触发切换开关1775导通而保护LED照明模块530。
在本实施例中,双向触发二极管1771的阈值较佳为400伏-1300伏之间;更佳为450伏-700伏之间,最佳为500伏-600伏之间。
在本申请中,所述开关部、触发部、阻抗部、检测部、保护部、限流部、侦测信号产生部、判断控制部、供能部等可以按任何适当的方式实现。具体的,例如,上述所列部件可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该微处理器或处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit,ASIC)、可编程逻辑控制单元和嵌入微控制单元的形式,控制单元的例子包括但不限于以下微控制单元:ARC 625D、Atmel AT91SAM、MicrochipPIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320。本领域技术人员也应当知道,除了以纯计算机可读程序代码方式实现所述控制单元的功能以外,完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制单元等形式来实现相同功能。
因此按照上述方式制成的开关部、触发部、阻抗部、检测部、保护部、限流部、侦测信号产生部、判断控制部、供能部等可以被认为是一种硬件部件,而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至,可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。本申请阐明的上述部件,具体可以由计算机芯片或实体实现,或者由具有某种功能的产品来实现。
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“灯管具有强化部结构”、“灯板采用可挠式电路软板”、“灯管内周面涂有粘接膜”、“整流电路”、“滤波电路”、“驱动电路”、“防闪烁电路”、“保护电路”、“模式切换电路”、“过压保护电路”、“镇流侦测电路”、“镇流兼容电路”、“灯丝仿真电路”等特征中,可以只包括其中的一个或多个技术特征。
此外,关于“灯管具有强化部结构”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,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,其中关于“灯管内周面涂有粘接膜”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,在灯管具有强化部结构中,所述灯管包括本体区和分别位于所述本体区两端的末端区,所述末端区与所述本体区之间具有一过渡区,所述过渡区的两端皆为弧形,所述末端区各套设于一灯头,至少一个所述末端区的外径小于所述本体区的外径,且对应所述外径小于所述本体区外径的灯头,其外径与所述本体区的外径相等。
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。所述电源(有时也称电源模组),至少包含有整流电路。在某些实施例中,电源包括:整流电路、滤波电路、驱动电路、防闪烁电路、保护电路、镇流兼容电路及灯丝仿真电路等,通过合理的布局设置于LED直管灯一侧或两侧的灯头内。在某些实施例中,组成电源的元器件全部或部分设置于灯板上(即可挠式电路软板)。
例如,在灯管内周面涂有扩散涂层(即扩散膜),所述扩散涂层的组成成分包括碳酸钙、卤磷酸钙以及氧化铝中的至少一种,以及增稠剂和陶瓷活性炭。其呈现乳白色。此外,所述扩散膜亦可为扩散膜片且罩在光源外。
例如,在灯头设计中,灯头可以包括绝缘管与导热部,其中热熔胶可以填充容置空间的一部分或者填充满容置空间。或者,灯头包括绝缘管与导磁金属件,其中,导磁金属件可以是圆形或者非圆形,并可以通过设置空孔或压痕或浮凸来减小与绝缘管的接触面积。另外,绝缘管内也可以通过设置支撑部、凸出部来加强对导磁金属件的支撑并减小导磁金属件与绝缘管的接触面积。
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 (34)
1.一种LED直管灯,其特征在于,包括:
LED照明模块;
与所述LED照明模块电性连接的电源模组,所述电源模组包括:
至少一个用于对接收到的外部驱动信号进行整流的整流电路;
镇流兼容电路,所述镇流兼容电路具有镇流兼容输入端及镇流兼容输出端,所述镇流兼容输入端与至少一个所述整流电路耦接,所述镇流兼容输出端与所述LED照明模块耦接;所述镇流兼容电路包括耦接在所述镇流兼容输入端及镇流兼容输出端之间的开关部,所述镇流兼容电路用于在满足预定条件时控制所述开关部导通所述镇流兼容输入端及镇流兼容输出端,以接通所述LED照明模块和所述电源模组。
2.如权利要求1所述的LED直管灯,其特征在于,所述电源模组还包括滤波电路,所述滤波电路耦接在至少一个所述整流电路与所述LED照明模块之间,用于对至少一个所述整流电路整流后的信号进行滤波,以向所述LED照明模块输入使之操作的滤波信号。
3.如权利要求1所述的LED直管灯,其特征在于,所述镇流兼容电路用于当接收到输入的信号达到预定时长时,控制所述开关部接通所述LED照明模块和所述电源模组。
4.如权利要求1或3所述的LED直管灯,其特征在于,所述镇流兼容电路还包括第一触发部,所述第一触发部与所述开关部耦接;当所述第一触发部在接收到输入的信号达到预定时长时,触发所述开关部导通所述镇流兼容输入端及镇流兼容输出端以接通所述LED照明模块和所述电源模组。
5.如权利要求4所述的LED直管灯,其特征在于,所述开关部包括第一双向可控硅,所述第一双向可控硅的两个端子分别耦接所述镇流兼容输入端及镇流兼容输出端,所述第一双向可控硅的控制端耦接所述第一触发部。
6.如权利要求5所述的LED直管灯,其特征在于,所述第一触发部包括第一双向触发二极管和第一电容;所述第一双向触发二极管的一端耦接所述第一双向可控硅的控制端,所述第一双向触发二极管的另一端耦接所述第一电容的一端,所述第一电容的另一端耦接所述镇流兼容输出端。
7.如权利要求6所述的LED直管灯,其特征在于,所述第一触发部还包括第一电阻,所述第一电阻耦接于所述第一双向触发二极管和第一电容之间。
8.如权利要求4所述的LED直管灯,其特征在于,所述镇流兼容电路还包括阻抗部,所述阻抗部耦接于所述镇流兼容输入端及镇流兼容输出端之间,并与所述开关部并 联;所述阻抗部用于当所述开关部断开时截止所述镇流兼容输入端向所述镇流兼容输出端的输出。
9.如权利要求8所述的LED直管灯,其特征在于,所述阻抗部包括第二电阻,所述第二电阻的阻值为100欧姆-1兆欧姆之间。
10.如权利要求4所述的LED直管灯,其特征在于,所述镇流兼容电路还包括耦接于所述镇流兼容输入端与所述第一触发部之间的限流部,以使信号仅能由所述镇流兼容输入端单向流向所述第一触发部。
11.如权利要求4所述的LED直管灯,其特征在于,所述镇流兼容电路还包括检测部,所述检测部耦接在所述镇流兼容输入端及镇流兼容输出端之间,用于检测所述镇流兼容输入端及镇流兼容输出端之间的电压变化。
12.如权利要求11所述的LED直管灯,其特征在于,所述检测部包括并联的第三电阻和第二电容,所述第三电阻的两端分别与所述镇流兼容输入端和所述第一触发部耦接。
13.如权利要求4所述的LED直管灯,其特征在于,所述镇流兼容电路还包括用于保护所述开关部和所述第一触发部的保护部。
14.如权利要求13所述的LED直管灯,其特征在于,所述保护部包括第四电阻和/或第五电阻;所述第四电阻的一端耦接于所述开关部和第一触发部之间,另一端耦接于所述镇流兼容输出端;所述第五电阻耦接于所述镇流兼容输入端和所述第一触发部之间。
15.如权利要求1所述的LED直管灯,其特征在于,所述镇流兼容电路用于当接收到输入的信号达到预定时长且所述镇流兼容电路接收到输入的电压的强度达到预定阈值时接通所述LED照明模块和所述电源模组。
16.如权利要求1或15所述的LED直管灯,其特征在于,所述镇流兼容电路还包括:第一触发部;所述第一触发部与所述开关部耦接;当所述第一触发部在接收到输入的信号达到预定时长且所述镇流兼容电路接收到输入的电压的强度达到预定阈值时,触发所述开关部导通所述镇流兼容输入端及镇流兼容输出端以接通所述LED照明模块和所述电源模组。
17.如权利要求16所述的LED直管灯,其特征在于,所述开关部包括第三双向可控硅,所述第三双向可控硅的两个端子分别耦接所述镇流兼容输入端及镇流兼容输出端,所述第三双向可控硅的控制端耦接所述第一触发部。
18.如权利要求17所述的LED直管灯,其特征在于,所述第一触发部包括第一放电管、第二放电管、第三电容;所述第一放电管的一端与所述镇流兼容输入端耦接,另一端与所述第二放电管的一端及所述第三电容的一端耦接;所述第二放电管的另一端与所述第三双向可控硅的控制端耦接,所述第三电容的另一端与所述镇流兼容输出端连接;其中,所述第一放电管的耐压阈值大于第二放电管的耐压阈值。
19.如权利要求17所述的LED直管灯,其特征在于,所述第一触发部包括第一放电管、第二双向触发二极管、第三电容;所述第一放电管的一端与所述镇流兼容输入端耦接,另一端与所述第二双向触发二极管的一端及所述第三电容的一端耦接;所述第二双向触发二极管的另一端与所述第三双向可控硅的控制端耦接,所述第三电容的另一端与所述镇流兼容输出端连接;其中,所述第一放电管的耐压阈值大于第二双向触发二极管的耐压阈值。
20.如权利要求19所述的LED直管灯,其特征在于,所述镇流兼容电路还包括限流部,所述限流部能限制所述镇流兼容电路中电流的值;所述限流部包括第六电阻,所述第六电阻耦接于所述第一放电管与所述第二双向触发二极管之间。
21.如权利要求1所述的LED直管灯,其特征在于,所述镇流兼容电路用于当所述镇流兼容电路接收到输入的电压的强度达到预定阈值时,控制所述开关部接通所述LED照明模块和所述电源模组。
22.如权利要求1或21所述的LED直管灯,其特征在于,所述镇流兼容电路还包括:第二触发部;所述第二触发部与所述开关部耦接;当所述第二触发部在接收到输入的电压的强度达到预定阈值时,触发所述开关部导通所述镇流兼容输入端及镇流兼容输出端以接通所述LED照明模块及所述电源模组。
23.如权利要求22所述的LED直管灯,其特征在于,所述开关部包括第二双向可控硅,所述第二双向可控硅的两个端子分别耦接所述镇流兼容输入端及镇流兼容输出端,所述第二双向可控硅的控制端耦接所述第二触发部。
24.如权利要求23所述的LED直管灯,其特征在于,所述第二触发部包括第三双向触发二极管、第七电阻、第八电阻、第九电阻及第四电容;所述第二双向可控硅的一端耦接镇流兼容输入端,控制端耦接第三双向触发二极管的一端及第七电阻的一端,另一端耦接第七电阻的另一端;所述第四电容的一端耦接第三双向触发二极管的另一端,另一端耦接第二双向可控硅的另一端;所述第九电阻与所述第四电容并联,并耦接所述第三双向触发二极管的另一端及所述第二双向可控硅的另一端;所述第八电阻的一端耦 接所述第三双向触发二极管与所述第四电容的连接点,另一端耦接所述镇流兼容输出端。
25.如权利要求1或21所述的LED直管灯,其特征在于,所述镇流兼容电路还包括:侦测信号产生部、判断控制部;所述侦测信号产生部耦接于整流电路的两个整流输出端之间并与所述判断控制部耦接;所述判断控制部的一端耦接于所述整流电路的两个整流输出端之间,另一端与所述开关部耦接;
所述判断控制部,其用于接收由所述侦测信号产生部产生的侦测信号,并用于当所述侦测信号达到预定阈值时控制所述开关部,从而使所述镇流兼容输入端及镇流兼容输出端接通。
26.如权利要求25所述的LED直管灯,其特征在于,所述判断控制部用于当所述侦测信号高于第一预定阈值或低于第二预定阈值时控制所述开关部,从而使所述镇流兼容输入端及镇流兼容输出端接通;其中,所述第一预定阈值大于所述第二预定阈值。
27.如权利要求26所述的LED直管灯,其特征在于,所述第一预定阈值为0.9-1.25伏之间,所述第二预定阈值小于0.2伏。
28.如权利要求25所述的LED直管灯,其特征在于,所述侦测信号产生部包括第十电阻及第十一电阻;所述第十电阻及第十一电阻串联于所述整流电路的两个整流输出端之间,所述判断控制部与所述侦测信号产生部的耦接点位于所述第十电阻及第十一电阻之间。
29.如权利要求25所述的LED直管灯,其特征在于,所述判断控制部包括控制电路。
30.如权利要求25所述的LED直管灯,其特征在于,所述镇流兼容电路还包括供能部,所述供能部耦接于所述镇流兼容输入端及镇流兼容输出端之间并与所述判断控制部耦接;所述供能部能向所述判断控制部提供使其工作的电能;所述供能部包括第十二电阻和第五电容,所述第十二电阻和第五电容串联并耦接于所述镇流兼容输入端及镇流兼容输出端之间,所述判断控制部与所述供能部的耦接点位于所述第十二电阻和第五电容之间。
31.如权利要求1或21所述的LED直管灯,其特征在于,所述开关部包括第四放电管;所述第四放电管的一端与所述镇流兼容输入端耦接,另一端与所述镇流兼容输出端耦接。
32.如权利要求31所述的LED直管灯,其特征在于,所述开关部还包括第三双向 可控硅,所述第三双向可控硅的一端与所述第四放电管的一端及所述镇流兼容输入端耦接,所述第三双向可控硅的另一端与所述镇流兼容输出端耦接,所述第三双向可控硅的控制端与所述第四放电管的另一端耦接;当所述第四放电管两端的电压达到预定阈值时,所述第四放电管触发所述第三双向可控硅使其导通,以接通所述镇流兼容输入端及镇流兼容输出端。
33.如权利要求1所述的LED直管灯,其特征在于,所述LED直管灯还包括镇流装置,所述镇流装置与至少一个所述整流电路的整流输入端耦接,以向至少一个所述整流电路输入高频高压交流驱动信号。
34.如权利要求1所述的LED直管灯,其特征在于,所述LED直管灯还包括灯管和收容在所述灯管内的灯板;所述电源模组还包括滤波电路、驱动电路、防闪烁电路、保护电路、灯丝仿真电路中的一个或多个,所述电源模组至少部分地设置在所述灯板上。
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