TW201618594A - 發光二極體燈管及其適用之照明系統 - Google Patents

Abstract

本案關於一種發光二極體燈管，應用於具有電子安定器之照明系統中，且由交流電源驅動，包含：發光二極體組件；兩個整流電路，每一整流電路之兩個輸出端與發光二極體組件之兩端電連接；以及兩燈絲模擬電路，分別電連接於對應之整流電路之正及負輸入端之間，用以分別提供燈絲模擬訊號至電子安定器，每一燈絲模擬電路包含：第一稽納二極體，；以及第二稽納二極體，與第一稽納二極體串聯連接於正及負輸入端之間，其中第二稽納二極體之陽極端與第一稽納二極體之陽極端電連接或第二稽納二極體之陰極端與第一稽納二極體之陰極端電連接。

Description

發光二極體燈管及其適用之照明系統 【0001】

本案係關於一種 發光二極體燈管 ，尤指一種可模擬螢光燈管之燈絲的工作狀態之 發光二極體燈管及其適用之照明系統 。

【0002】

早期的發光二極體（Light Emitting Doide;LED）通常都作為指示燈用途，例如個人電腦指示燈，家電用品指示燈等等。近幾年來，由於科技的進步，發光二極體製程與技術已有突破，使得發光二極體具有耗電低、使用壽命長、低電壓等等優點，故目前已經廣泛的應用於照明領域甚至是顯示應用上。

【0003】

然而，由於成本上的考量，目前室內照明還是使用螢光燈管為大宗，螢光燈管其原理係利用電力在氣體中激發汞蒸氣，藉以發出紫外線，紫外線再經由磷吸收後即發出可見光來進行照明，而為了要讓產生要讓氣體發生電離的高壓，螢光燈管都必須安裝有安定器配合啟動器。安定器實際上是一個電感，藉由安定器所提供固定的感抗，使得螢光燈管導通電流近似於定值，作為定電流裝置，而啟動器可進行預熱螢光燈管之燈絲，並可將螢光燈管兩端電壓昇高，藉以點亮螢光燈管。

【0004】

目前更發展出一種電子安定器，該電子安定器啟動時係先偵測螢光燈管之燈絲的工作狀態，例如燈絲上之電壓及/或燈絲之阻抗等，當偵測到燈絲的工作狀態異常時，電子安定器係進入保護程序而阻隔螢光燈管接收電子安定器所接收到之輸入電能，例如市電提供之交流電能，而當電子安定器偵測到燈絲的工作狀態正常時，則使輸入電能傳送至螢光燈管，並以電子控制方式驅動螢光燈管發亮。由於電子安定器相較於電感式安定器更為輕便小巧，且兼具啟動器功能，故已逐漸取代電感式安定器。

【0005】

然而若欲將發光二極體燈管替換原有的螢光燈管而應用於上述電子安定器時，由於發光二極體燈管並不具有任何燈絲，故無法產生可供電子安定器進行偵測之燈絲的工作狀態，導致電子安定器並無法正常運作而驅動發光二極體燈管發亮，如此一來，僅能以拆除電子安定器及額外再設置對應的驅動電路的方式來因應發光二極體燈管之使用，進而增加了更換的難度和使用成本，使得具有多項優點的發光二極體燈管無法普及。

【0006】

有鑑於此，如何發展一種可改善上述習知技術缺失之 發光二極體燈管及其適用之照明系統 ，實為相關技術領域者目前所迫切需要解決之問題。

【0007】

本案之目的在於提供一種 發光二極體燈管及其適用之照明系統，其係藉由發光二極體燈管內之燈絲模擬電路來模擬 傳統螢光燈管之燈絲的正常工作狀態 ， 使得 發光二極體燈管可直接應用於具有電子安定器之照明系統中並被電子安定器控制而正常發亮， 俾解決 傳統發光二極體燈管並無法應用於電子安定器，導致傳統發光二極體燈管在使用上僅能以拆除電子安定器及額外再設置對應的驅動電路的方式來因應，進而增加了更換的難度和使用成本 等缺失 。

【0008】

為達上述目的，本案之較佳實施態樣為提供一種 發光二極體燈管，係應用於具有電子安定器之照明系統中，且由交流電源之電能所驅動，發光二極體燈管係包含：至少一發光二極體組件；兩個整流電路，每一整流電路之兩個輸出端係與發光二極體組件之兩端電連接；以及兩燈絲模擬電路，係分別電連接於對應之整流電路之正輸入端及負輸入端之間，且與電子安定器電連接，用以分別提供燈絲模擬訊號至電子安定器，每一燈絲模擬電路包含：第一稽納二極體，係與電子安定器電連接以及第二稽納二極體，係與第一稽納二極體串聯連接於正輸入端及負輸入端之間，且與電子安定器電連接，其中第二稽納二極體之陽極端係與第一稽納二極體之陽極端電連接，或第二稽納二極體之陰極端係與第一稽納二極體之陰極端電連接；其中於交流電源之正半周期或負半周期間，每一燈絲模擬電路之第一稽納二極體及第二稽納二極體之任一者係崩潰，而另一者係順向導通，使第一稽納二極體之崩潰電壓及第二稽納二極體之導通電壓的和構成燈絲模擬訊號或第二稽納二極體之崩潰電壓及第一稽納二極體之導通電壓的和構成燈絲模擬訊號。

【0009】

為達上述目的，本案之另一較佳實施態樣為提供 一種照明系統，係與交流電源電連接而接收交流電源之電能，且包含：電子安定器，係與交流電源電連接；以及至少一發光二極體燈管，係與電子安定器電連接，且包含：至少一發光二極體組件；兩個整流電路，每一整流電路之兩個輸出端係與發光二極體組件之兩端電連接；以及兩燈絲模擬電路，係分別電連接於對應之整流電路之正輸入端及負輸入端之間，且與電子安定器電連接，用以分別提供燈絲模擬訊號至電子安定器，每一燈絲模擬電路包含： 第一稽納二極體，係與電子安定器電連接；以及第二稽納二極體，係與第一稽納二極體串聯連接於正輸入端及負輸入端之間，且與電子安定器電連接，其中第二稽納二極體之陽極端係與第一稽納二極體之陽極端電連接或第二稽納二極體之陰極端係與第一稽納二極體之陰極端電連接；其中於交流電源之正半周期或負半周期間，每一燈絲模擬電路之第一稽納二極體及第二稽納二極體之任一者係崩潰，而另一者係順向導通，使第一稽納二極體之一崩潰電壓及第二稽納二極體之導通電壓的和構成燈絲模擬訊號或第二稽納二極體之崩潰電壓及第一稽納二極體之導通電壓的和構成燈絲模擬訊號。

1‧‧‧照明系統

2‧‧‧發光二極體燈管

20‧‧‧發光二極體組件

21‧‧‧整流電路

21a‧‧‧正輸出端

21b‧‧‧負輸出端

21c‧‧‧正輸入端

21d‧‧‧負輸入端

22‧‧‧燈絲模擬電路

220‧‧‧第一稽納二極體

221‧‧‧第二稽納二極體

222‧‧‧電阻

3‧‧‧電子安定器

9‧‧‧交流電源

【0010】

第1圖係為本案較佳實施例之照明系統之電路結構示意圖。

第2圖係為第1圖所示之照明系統之發光二極體燈管之燈絲模擬電路的另一變化例。

第3圖係為第1圖所示之照明系統之發光二極體燈管之燈絲模擬電路的又一變化例。

【0011】

體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖式在本質上係當作說明之用，而非用於限制本案。

【0012】

請參閱第1圖，其係為本案較佳實施例之照明系統之電路結構示意圖。如第1圖所示，照明系統1係與一交流電源9電連接而接收交流電源9所提供之交流電能，且具有至少一發光二極體燈管2及一電子安定器3。其中發光二極體燈管2係以可更換的方式設置於照明系統1中，且可由交流電源9之交流電能驅動而發亮，並具有至少一發光二極體組件20、兩個整流電路21及兩燈絲模擬電路22。

【0013】

於本實施例中，發光二極體組件20可例如第1圖所示係由彼此串聯連接之複數個發光二極體所構成，但不以此為限，亦可由單一的發光二極體所構成。整流電路21可為但不限於由橋式整流器所構成，每一整流電路21之正輸出端21a及負輸出端21b係與發光二極體組件20之兩端電連接，每一整流電路21係用以將所接收之交流電能整流成發光二極體組件20運作所需之直流電能。

【0014】

每一燈絲模擬電路22係電連接於對應之整流電路21之正輸入端21c及負輸入端21d之間，且與電子安定器3電連接，此外，兩個燈絲模擬電路22設置於發光二極體燈管2之兩端，其係用來模擬傳統螢光燈管兩端之燈絲，亦即每一燈絲模擬電路22可提供模擬傳統螢光燈管之燈絲工作狀態的一燈絲模擬訊號至電子安定器3，且包含一第一稽納二極體220及一第二稽納二極體221，其中第一稽納二極體220之陰極端係與對應之整流電路21之正輸入端21c及電子安定器3電連接，第二稽納二極體221之陽極端係與第一稽納二極體220之陽極端電連接，第一稽納二極體220之陰極端係與對應之整流電路21之負輸入端21d及電子安定器3電連接。

【0015】

於一些實施例中，交流電源9所提供之交流電能的電壓值實際上係大於第一稽納二極體220之崩潰電壓及第二稽納二極體221之崩潰電壓。此外，第一稽納二極體220及第二稽納二極體221可選用相同之稽納二極體所構成，因此第一稽納二極體220之崩潰電壓實際上係相等於第二稽納二極體221之崩潰電壓。

【0016】

電子安定器3係與交流電源9及發光二極體燈管2電連接，其係接收交流電源9之交流電能，且以電子控制方式控制發光二極體燈管2之運作，此外，電子安定器3更於接收到發光二極體燈管2之燈絲模擬電路22所提供之用來模擬燈絲之工作狀態的燈絲模擬訊號時，將交流電源9之交流電能提供給發光二極體燈管2。

【0017】

以下將進一步說明本案之照明系統1之運作原理。請再參閱第1圖，當照明系統1接收交流電源9所提供之交流電能時，電子安定器3便對應啟動，而電子安定器3實際上之工作模式為先偵測設置於照明系統1內之燈管是否具有正常的燈絲工作狀態，例如燈絲上的電壓是否達到一電壓預定值，而當偵測到設置於照明系統1內之燈管具有正常的燈絲工作狀態時，電子安定器3便控制照明系統1內之燈管預熱及發亮，然而，若電子安定器3未偵測到設置於照明系統1內之燈管的燈絲工作狀態或是偵測到燈絲工作狀態係異常時，則進入保護程序，亦即電子安定器3阻隔照明系統1內之燈管接收交流電源9所提供之交流電能。

【0018】

而由於本案之發光二極體燈管2具有燈絲模擬電路22，因此當發光二極體燈管2設置於照明系統1中而照明系統1開始運作時，在交流電源9之正半周期間，每一燈絲模擬電路22之第一稽納二極體220便崩潰，而第二稽納二極體221則順向導通，使得燈絲模擬電路22產生可讓電子安定器3判別為發光二極體燈管2具有燈絲而該燈絲之工作狀態係正常之燈絲模擬訊號，且此時的燈絲模擬訊號實際上係由第一稽納二極體220之崩潰電壓及第二稽納二極體221之導通電壓的和所構成。同樣的，當在交流電源9之負半周期間，每一燈絲模擬電路22內之第二稽納二極體221便崩潰，而第一稽納二極體220則順向導通，使得燈絲模擬電路22同樣產生可讓電子安定器3判別為發光二極體燈管2具有燈絲而該燈絲之工作狀態係正常之燈絲模擬訊號，此時的燈絲模擬訊號係由第二稽納二極體221之崩潰電壓及第一稽納二極體220之導通電壓的和所構成。如此一來，電子安定器3即可藉由偵測到發光二極體燈管2內之燈絲模擬電路22，使得電子安定器3不致因偵測不到燈絲而進入保護程序，因此，本案之照明系統1便可正常地對發光二極體燈管2供電。

【0019】

當然，每一燈絲模擬電路22之第一稽納二極體220及第二稽納二極體221並不侷限於如第1圖所示之連接關係，於一些實施例中，如第2圖所示，第一稽納二極體220之陽極端係與對應之整流電路21之正輸入端21c及電子安定器3電連接，第二稽納二極體221之陰極端係與第一稽納二極體220之陰極端電連接，第二稽納二極體220之陽極端係與對應之整流電路21之負輸入端21d及電子安定器3電連接。如此一來，當發光二極體燈管2設置於照明系統1中而照明系統1開始運作時，在交流電源9之正半周期間，每一燈絲模擬電路22之第一稽納二極體220係順向導通，而第二稽納二極體221崩潰，使得燈絲模擬電路22產生可讓電子安定器3判別為發光二極體燈管2具有燈絲而該燈絲之工作狀態係正常之燈絲模擬訊號，且此時的燈絲模擬訊號實際上係由第一稽納二極體220之導通電壓及第二稽納二極體221之崩潰電壓的和所構成。同樣的，當在交流電源9之負半周期間，每一燈絲模擬電路22之第二稽納二極體221係順向導通，而第一稽納二極體220崩潰，使得燈絲模擬電路22同樣產生可讓電子安定器3判別為發光二極體燈管2具有燈絲而該燈絲之工作狀態係正常之燈絲模擬訊號，此時的燈絲模擬訊號係由第二稽納二極體221之導通電壓及第一稽納二極體220之崩潰電壓的和所構成。

【0020】

另外，於其它實施例中，電子安定器3除了上述係偵測設置於照明系統1內之燈管是否具有正常的燈絲工作狀態，亦即檢測燈絲上的電壓是否達到一電壓預定值以外，亦同步檢測同樣為燈絲工作狀態之燈絲的阻抗是否達到一阻抗預定值，故為了使本案之發光二極體燈管2更符合實際螢光燈管的模擬使用情況，如第3圖所示，發光二極體燈管2之每一燈絲模擬電路22更具有一電阻222，該電阻222係電連接於對應之整流電路21之正輸入端21c及負輸入端21d之間，並與串聯連接之第一稽納二極體220及第二稽納二極體221構成並聯狀態，因此藉由電阻222係具有阻抗，電阻222便可模擬傳統螢光燈管之燈絲的正常阻抗，如此一來，本實施例之燈絲模擬電路22所產生之燈絲模擬訊號不但具有第二稽納二極體221之崩潰電壓及第一稽納二極體220之導通電壓的和，藉此模擬燈絲之正常電壓，更具有電阻222之阻抗，以模擬燈絲的正常阻抗，使得本案之照明系統1可因電子安定器3偵測到發光二極體燈管2之燈絲模擬電路22所模擬的燈絲電壓及燈絲阻抗而正常地對發光二極體燈管2供電。

【0021】

於上述實施例中，第一稽納二極體220及第二稽納二極體221之種類及崩潰電壓值可對應電子安定器3用來判別燈絲具有正常電壓之判別電壓值來選用。而電阻222之種類及組抗值亦可對應電子安定器3用來判別燈絲具有正常阻抗之判別阻抗值來選用。當然，電阻222亦可應於第2圖所示之燈絲模擬電路22中而電連接於對應之整流電路21之正輸入端21c及負輸入端21d之間，且與串聯連接之第一稽納二極體220及第二稽納二極體221構成並聯狀態。

【0022】

綜上所述，本案係提供一種發光二極體燈管及其適用之照明系統，其係利用發光二極體燈管內之燈絲模擬電路來模擬傳統螢光燈管之燈絲的正常工作狀態，使得發光二極體燈管可直接應用於具有電子安定器之照明系統中並被電子安定器控制而發亮，使得本案之照明系統無須拆除電子安定器及額外設置驅動電路，因此本案之發光二極體燈管不但具有較廣的應用場合，亦使照明系統在使用本案之發光二極體燈管時可減少更換的難度及成本。

【0023】

本案得由熟習此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

1‧‧‧照明系統

2‧‧‧發光二極體燈管

20‧‧‧發光二極體組件

21‧‧‧整流電路

21a‧‧‧正輸出端

21b‧‧‧負輸出端

21c‧‧‧正輸入端

21d‧‧‧負輸入端

22‧‧‧燈絲模擬電路

220‧‧‧第一稽納二極體

221‧‧‧第二稽納二極體

222‧‧‧電阻

3‧‧‧電子安定器

9‧‧‧交流電源

Claims (1)

1. 1.一種發光二極體燈管，係應用於具有一電子安定器之一照明系統中，且由一交流電源之電能所驅動，該發光二極體燈管係包含：
   　 至少一發光二極體組件；
   　 兩個整流電路，每一該整流電路之兩個輸出端係與該發光二極體組件之兩端電連接；以及
   　 兩燈絲模擬電路，係分別電連接於對應之該整流電路之一正輸入端及一負輸入端之間，且與該電子安定器電連接，用以分別提供一燈絲模擬訊號至該電子安定器，每一該燈絲模擬電路包含：
   　 一第一稽納二極體，係與該電子安定器電連接；以及
   　 一第二稽納二極體，係與該第一稽納二極體串聯連接於該正輸入端及該負輸入端之間，且與該電子安定器電連接，其中該第二稽納二極體之一陽極端係與該第一稽納二極體之一陽極端電連接或該第二稽納二極體之一陰極端係與該第一稽納二極體之一陰極端電連接；
   　 其中於該交流電源之正半周期或負半周期間，每一該燈絲模擬電路之該第一稽納二極體及該第二稽納二極體之任一者係崩潰，而另一者係順向導通，使該第一稽納二極體之一崩潰電壓及該第二稽納二極體之一導通電壓的和構成該燈絲模擬訊號，或該第二稽納二極體之一崩潰電壓及該第一稽納二極體之一導通電壓的和構成該燈絲模擬訊號。
   2.如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈管，其中該第一第一稽納二極體之該崩潰電壓係相等於該第二稽納二極體之該崩潰電壓。
   3.如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈管，其中每一該燈絲模擬電路更具有一電阻，該電阻係電連接於對應之該整流電路之該正輸入端及該負輸入端之間，使該燈絲模擬訊號更包含該電阻之阻抗。
   4.如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈管，其中當該第二稽納二極體之該陽極端係與該第一稽納二極體之該陽極端電連接時，該第一稽納二極體之該陰極端係與該正輸入端及該電子安定器電連接，該第二稽納二極體之該陰極端係與該負輸入端及該電子安定器電連接。
   5.如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈管，其中當該第二稽納二極體之該陰極端係與該第一稽納二極體之該陰極端電連接時，該第一稽納二極體之該陽極端係與該正輸入端及該電子安定器電連接，該第二稽納二極體之該陽極端係與該負輸入端及該電子安定器電連接。
   6.一種照明系統，係與一交流電源電連接而接收該交流電源之電能，且包含：
   一電子安定器，係與該交流電源電連接；以及
   至少一發光二極體燈管，係與該電子安定器電連接，且包含：
   　 至少一發光二極體組件；
   　 兩個整流電路，每一該整流電路之兩個輸出端係與該發光二極體組件之兩端電連接；以及
   　 兩燈絲模擬電路，係分別電連接於對應之該整流電路之一正輸入端及一負輸入端之間，且與該電子安定器電連接，用以分別提供一燈絲模擬訊號至該電子安定器，每一該燈絲模擬電路包含：
   　　 一第一稽納二極體，係與該電子安定器電連接；以及
   　 一第二稽納二極體，係與該第一稽納二極體串聯連接於該正輸入端及該負輸入端之間，且與該電子安定器電連接，其中該第二稽納二極體之一陽極端係與該第一稽納二極體之一陽極端電連接或該第二稽納二極體之一陰極端係與該第一稽納二極體之一陰極端電連接；
   　 其中於該交流電源之正半周期或負半周期間，每一該燈絲模擬電路之該第一稽納二極體及該第二稽納二極體之任一者係崩潰，而另一者係順向導通，使該第一稽納二極體之一崩潰電壓及該第二稽納二極體之一導通電壓的和構成該燈絲模擬訊號，或該第二稽納二極體之一崩潰電壓及該第一稽納二極體之一導通電壓的和構成該燈絲模擬訊號。
   7.如申請專利範圍第6項所述之照明系統，其中該第一稽納二極體之該崩潰電壓係相等於該第二稽納二極體之該崩潰電壓。
   8.如申請專利範圍第6項所述之照明系統，其中每一該燈絲模擬電路更具有一電阻，該電阻係電連接於對應之該整流電路之該正輸入端及該負輸入端之間，使該燈絲模擬訊號更包含該電阻之阻抗。
   9.如申請專利範圍第6項所述之照明系統，其中當該電子安定器接收該燈絲模擬訊號時，係將該交流電源之電能提供給該發光二極體燈管，以驅動該發光二極體發亮。