TWI640220B - 以雙重模式運行的ｌｅｄ燈 - Google Patents

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Abstract

LED燈依靠螢光燈架具有雙重運行模式。當燈第一端的第一和第二電源插頭插入直接與輸電線相連的燈架的電源插座時，第一電路為至少一個第一運行模式中的LED供電。當燈第一端的第二電源插頭和燈第二端的第三電源插頭插入依靠電子安定器供電的燈架的電源插座時，第二電路為至少一個第二運行模式中的LED供電。第一和第二傳導控制構件允許第二電路在第二運行模式中為至少一個LED供電。

Description

以雙重模式運行的LED燈
本發明涉及一種以雙重模式運行的LED燈，依靠接線的螢光燈架來提供輸電電力，或依靠與燈架相連的電子安定器的電力。
一種傳統的、細長的LED燈可被改裝進現有的螢光燈架中，所述螢光燈架的線路經過重新配置，以直接給LED燈提供輸電電力。有了這樣的LED「改裝」燈，電力從所述燈一端的一對電源插頭通常供應至所述燈，而所述燈另一端的一對電源插頭並不給燈供電，而是為所述燈提供機械支撐。前述從所述燈一端的電源插頭給燈供電的設置，限制安裝燈泡的人員在安裝時接觸輸電電流，具有降低可能危及生命的觸電的優點。
第二種傳統的、細長的LED燈可被改裝進現有的螢光燈架中，從而利用所述燈架中的螢光燈電子安定器，而無須重新配置燈架線路。與螢光燈同理，LED改裝燈依靠燈兩端的電源插頭獲得電力。一種這一類型具有代表性的LED「改裝」燈在派克的第US8,089,213 B2號美國專利中公開。派克 的LED燈僅依靠與螢光燈架相連的現有螢光燈安定器的單一模式運行。派克在其圖1中教導了運用電容器C11-C14來實現第4欄第二部分第26-30行「控制螢光燈安定器一系列共振電路的電容器」。由於派克教導了螢光燈安定器具有50KHz的高頻(第8欄第1.58及第11欄第1.4)，電容器C11-C14通常必然具有50或60Hz輸電頻率的高阻抗。相應地，電容器C11-C14具有足夠以通常的輸電頻率衰減任何電流的優點，從而當LED改裝燈被意外地安裝進直接接線至輸電線的螢光燈安定器時，避免發生可能危及生命的觸電危險。
燈的設計者意識到，希望擁有以雙重模式運行的 LED改裝燈，依靠與螢光燈架相連的現有螢光燈安定器、或直接從輸電線通電。Chung氏等人的第US 8,575,856 B2號美國專利提供了一種以雙重模式運行的LED燈。然而，無論是以交流電源供電，還是以現有的螢光燈電子安定器供電，均使用單電路來給燈中的LED供電。這種嘗試與僅靠交流輸電電力運行的LED燈、或僅靠螢光燈電子安定器供電的LED燈相比，遇到了能效和穩定性的問題。
Chung氏等人的LED燈還有一個缺陷，即其未能減 小當燈被安裝進直接接線至輸電線的燈架時，發生可能危及生命的觸電危險。這是由於，依靠交流電源運行時，螢光燈電子安定器所採用的電路一樣，電力貫穿了LED燈。結果就產生了潛在的觸電危險，在安裝燈時對安裝人員可能具有生命危險。
所以，希望提供一種以雙重模式運行的LED改裝 燈，依靠與螢光燈架相連的現有的螢光燈電子安定器供電，或者直接從高效穩定的輸電線通電。同時還希望通過提供上述燈，當燈被安裝進直接接線至輸電線的燈架時，避免發生可能危及生命的觸電危險。
本發明結合了LED改裝燈的雙重運行模式。在第一種運行模式中，LED改裝燈從螢光燈架中的輸電線接收電力；或者在另一種運行模式中，LED改裝燈從螢光燈架中的螢光燈電子安定器接收電力。在第一種模式中，所述LED燈可接線至燈一端的一對電源插頭以接收電力。在第二種模式中，所述LED燈從與燈架相連的螢光燈電子安定器中接收電力。前述的雙重模式運行通過利用分別用於第一和第二運行模式的第一和第二電路來實現。當第一和第二電路共用一個LED燈電源插頭、且通常為相同的LED供電，第一和第二電路可以通過新型的傳導控制構件彼此電隔離。
在一種形式中，本發明提供一種以雙重模式運行的LED燈，依靠接線的螢光燈架來提供輸電電力，或依靠以安定器頻率提供交流電的電子安定器供電。所述LED燈包含具有第一端和第二端的細長殼體。所述細長殼體的第一端設置有第一和第二電源插頭。所述細長殼體的第二端設置有第三電源插頭。第一電路用於為至少一個擬在第一模式中通電、並沿著細長殼體的長度發光的LED提供主要電力。當LED燈被插入具有電源插座的螢光燈架，所述電源插座接收第一和第二電源插頭、並直接連至輸電線、以比安定器頻率低得多 的輸電頻率供電時，即發生第一模式。第一電路限制通向擬在第一模式中通電的至少一個LED的電流。第二電路用於為至少一個擬在第二模式中通電、並沿著細長殼體的長度發光的LED提供主要電力。當LED燈被插入具有電源插座的螢光燈架，所述電源插座接收位於燈兩端的第二和第三電源插頭、並直接連至電子安定器以從之獲得電力時，即發生第二模式。第二電路包括一個從第二和第三電源插頭接收電力的整流電路。第一傳導控制構件串聯在第二電源插頭和整流電路之間，當燈兩端的第二和第三電源插頭連至電子安定器時，用以允許第二電路為至少一個擬在第二模式中通電的LED供電。第二傳導控制構件串聯在第三電源插頭和整流電路之間，當燈兩端的第二和第三電源插頭連至電子安定器時，用以允許第二電路為至少一個擬在第二模式中通電的LED供電。
在一些實施例中，所述至少一個擬在第一模式中通 電的LED及所述至少一個擬在第二模式中通電的LED具有至少一個相同的LED。在另一些實施例中，所述至少一個擬在第一模式中通電的LED及所述至少一個擬在第二模式中通電的LED不具有任何相同的LED。
前述的LED燈可以改裝進現有的螢光燈架中，並具 有雙重運行模式，依靠與燈架相連的現有的螢光燈電子安定器供電，或者也可直接從輸電線通電。有利的是，可配置LED燈，當所述LED燈被安裝進接線的燈架中以直接從輸電線通電時，來減小可能危及生命的觸電危險。本發明的燈的一些 實施例被配置為給安裝燈的人提供防止觸電的更多保護。
此外，比起現有技術參考文件所教導的，利用一種 能夠感應燈架依靠電子安定器來供電還是直接從輸電線通電、並為LED提供適合電力的主電路，前述的LED燈運行起來會更加高效。與前述發明內容中所教導的利用主電路不同的是，本發明利用第一和第二電路來分別接收輸電電力或現有的螢光燈安定器所提供的電力。這種方法消除了在利用現用驅動器從現有的螢光燈安定器中再產生電力時所導致的能量損失。這種方法通常也允許用一些被動元件以不高的成本形成第二電路，如二極體整流電路及一或多個電容器。
100‧‧‧螢光燈架
102‧‧‧LED燈
104‧‧‧第一電源插頭
105‧‧‧電源插座
106‧‧‧第二電源插頭
107‧‧‧電源插座
108‧‧‧電短路
109‧‧‧電源
110‧‧‧LED電源
115‧‧‧螢光燈架
120‧‧‧螢光燈架
122‧‧‧螢光燈電子安定器
123‧‧‧螢光燈電子安定器
124‧‧‧第三電源插頭
125‧‧‧電源插座
126‧‧‧第四電源插頭
127‧‧‧電源插座
128‧‧‧電短路
130‧‧‧螢光燈架
200‧‧‧電路
210‧‧‧第一電路
220‧‧‧隔離電源
222‧‧‧輸出端
224‧‧‧輸出端
228‧‧‧隔離變壓器
230‧‧‧全波整流電路
232‧‧‧場效應電晶體
233‧‧‧柵極
240‧‧‧反激二極體
242‧‧‧電容器
250‧‧‧非隔離電源
252‧‧‧場效應電晶體
253‧‧‧柵極
254‧‧‧電容器
256‧‧‧電感器
258‧‧‧電容器
260‧‧‧二極體
266‧‧‧假想閘
268‧‧‧假想閘
280‧‧‧第二電路
282‧‧‧整流電路
300‧‧‧LED
302‧‧‧LED
304‧‧‧LED
310‧‧‧電解電容器
340‧‧‧第一傳導控制構件
342‧‧‧電容器
344‧‧‧開關
348‧‧‧短路電路
370‧‧‧第二傳導控制構件
372‧‧‧短路電路
374‧‧‧電容器
376‧‧‧開關
380‧‧‧電耦合或機械耦合
800‧‧‧電路
802‧‧‧交叉點
804‧‧‧交叉點
900‧‧‧電路
902‧‧‧交叉點
904‧‧‧交叉點
1000‧‧‧電路
結合下列附圖，通過閱讀以下的發明詳述，本發明進一步的特點和優勢將會明確示出。附圖中類似的元件符號對應類似部件。
圖1是部分以方塊圖形式顯示的根據本發明的螢光燈架的電路原理圖，所述螢光燈架經接線直接向LED燈的電源插頭提供輸電電力。
圖2與圖1相似，但為螢光燈架的全部四個電源插座提供輸電電力。
圖3和圖4是部分以方塊圖形式顯示的根據本發明的螢光燈架的電路原理圖，所述螢光燈架包括一個螢光燈電子安定器和一個LED燈。
圖5是圖1-圖3示出的LED燈中電路的原理圖。
圖6是一個LED電源的電路原理圖，包括一個在電 輸入和電輸出之間的高頻隔離變壓器。
圖7是LED電源的電路原理圖，不包括將電輸入與電輸出隔離的構件。
圖8、圖9、及圖10是圖1-圖3示出的LED燈中電路的原理圖，是圖5所示出電路的替代選擇。
圖11以表格形式圖示圖5及圖8-圖10中示出的傳導控制構件的其他實施例的各種電路原理圖，並提供了這些實施例的其他條件。
發明詳述中提供的實例和附圖僅為示例，不應用於在任何請求項的解釋或解讀中限制請求項的範圍。
定義
在本說明書及隨附的請求項中，運用了下列術語：「主動元件」是指一種可控電子元件，以電壓或電流形式為主動元件內的電路提供可控的能量。主動元件例如晶體三極管。
「主動電路」是指利用將回饋原件與主動元件結合在一起的控制回路的電路，目的是為了限制電流負載。
「被動元件」是指一種可控電子元件，以電壓或電流形式為包含被動元件的電路提供外部可控的能量。被動元件例如整流二極體、發光二極體、電阻器、電容器、電感器、或以50Hz或60Hz運行的磁性安定器。
「被動電路」是不包括以上定義的主動元件的電路。
「螢光燈的電力安定器」或類似表述是指瞬間啟動 的電子安定器、快速啟動的電子安定器、可程式啟動的電子安定器、及其他利用開關模式供電，以實現為螢光燈限流的安定器。「螢光燈限流器的電子限流器」不包括所謂的磁性安定器。
「輸電線」是指通過其向終端使用者提供交流電或 直流電的導體。交流電通常以50Hz及60Hz的頻率供電，通常介於100到347伏特的均方根電壓。特別的輸電線以400Hz的頻率供電。輸電線零頻率此處對應直流電。
以下說明以舉例方式為「傳導控制構件」和「允許」規定了其它定義。
螢光燈架
圖1圖示一種細長的LED燈102的示例的螢光燈架100。接線的螢光燈架100從電源108向第一和第二電源插頭104和106通過各自的電源插座105和107提供輸電電力。沒有接線以接收輸電電力的電源插座125和127，分別接收第三和第四電源插頭124和126，以給電源插頭提供機械支援。LED電源110對電源109提供用以驅動LED燈102中LED(未示出)的電力進行調製，諸如通過對LED限流。
電源109可以為通常輸電頻率為50Hz、60Hz、或400Hz的交流電源。電源109也可為直流電源，若為直流電源，輸電頻率視為零。
再回到圖1中，本發明考慮到LED燈102一端的第一和第二電源插頭和所述燈另一端的第三電源插頭124。圖1所示的第一電源插頭106應從第三電源插頭124軸向移位並 不重要；它們還可以彼此軸向平行。
圖2與圖1相似，但圖示一種示例的螢光燈架115， 從電源109給全部四個電源插頭104、106、124、126及LED燈102提供輸電電力。輸電線通過螢光燈架115的電源插座125和127分別給第三和第四電源插頭124和126輸電。LED電源110對電源109提供用以驅動LED燈102中LED(未示出)的電力進行調製，諸如通過對LED限流。與圖1的螢光燈架100不同的是，若LED燈102反向插入螢光燈架115，將通過電源插座125和127給LED電源110輸電。
圖3圖示一種示例性的螢光燈架120，包括螢光燈 電子安定器122，給圖1或圖2所示的同一LED燈102供電，但是通過與圖1和圖2中的螢光燈架100和115不同的電源插頭。圖3中，來自螢光燈電子安定器122的電力通過電源插座107經第二電源插頭106，又通過電源插頭127經第三電源插頭124，供至LED燈102。第二和第三電源插頭106和126位於燈兩端。為了在使用瞬間啟動型的螢光燈電子安定器122時方便起見，電源插座105和107可以可選擇地被電短路108相接短路，而電源插座125和127可被電短路128相接短路。如圖中所示，第四電源插頭126不需要連至燈中的電路。
圖4圖示一種示例性的螢光燈架130，包括螢光燈 電子安定器122。如圖3中一樣，螢光燈架130給圖1或圖2所示的同一LED燈102供電，但是通過與圖1和圖2中的螢光燈架100和115不同的電源插頭。螢光燈架120(圖3)和130(圖4)之間主要的不同之處在於，螢光燈架130為每個 電源插頭104、106、124、及126分別提供導體。例如對於快速啟動和可程式啟動的螢光燈架130來說，通常會使用分別的導體。
應當注意的是，當所述同一個LED燈102接線至圖 1或圖2的輸電線時，採用一種運行模式，而依靠圖3或圖4所示的螢光燈電子安定器122供電時，採用第二種運行模式。
LED燈中的電路
圖5圖示前述的圖1-圖3的LED燈102中的電路200。電路200包括第一電路210和第二電路280，二者中任意一個都可以為LED 300供電，取決於究竟使用：(a)螢光燈架100或115(圖1或圖2)，或(b)螢光燈架120(圖3)或130(圖4)。LED 300被示為一條串聯的LED。串聯的LED 300可用本領域的常用技術手段替換為一或多個：(a)平行的串聯LED，或(b)一或多條平行且串聯的LED，或(c)前述拓撲(a)和(b)的結合。若設置了為LED 300供電的其他電能儲存，電容器310可以忽略。例如，這種其他電能儲存可以是螢光燈電子安定器122(圖3)或123(圖4)中的電解電容器，及LED電源110(圖5)中的其他電解電容器。
電路200包括第一傳導控制構件340和第二傳導控制構件370，它們的功能包括允許第一和第二電路210和280獨立運行。電容器310可以被第一和第二電路210和280共用。當LED燈被插入具有電源連接器插座(未示出)的螢光燈架中、以向所述燈的電源插頭供應輸電電力時，第一傳導控制構件340和第二傳導控制構件370還可用於減小可能危 及生命的觸電。
當分別使用圖1或圖2的螢光燈架100或115時，其中的電源109通過輸電線直接向第一和第二電源插頭104和106供電，第一電路210調製驅動LED 300的電力。第一電路210包括圖1和圖2中所示的LED電源110。非隔離和電隔離電源都被視為LED電源110。
圖6圖示一種常用的LED燈102(圖1-圖4)的隔離電源220，在第一和第二電源插頭104和106上接收輸電電力，並在輸出端222和224上向圖5的LED 300提供調製電力。電源220為離線式隔離反激LED驅動電路，包括一個隔離變壓器228。「隔離」意味著通過所述變壓器以小於10毫安培的輸電線頻率就足夠地限制傳導。前述的限制對此處所引用的隔離型變壓器限定條件。前述的電源220包括一個傳統的全波整流電路230，一個場效應電晶體(FET)232，一個輸出反激二極體240，及電容器242。FET 232通過利用已知的方式對其柵極233應用一種信號來受到控制。
圖7圖示一種常用的LED燈102(圖1-圖4)的非隔離電源250，在第一和第二電源插頭104和106上從輸電線接收電力，並在輸出端222和224上向圖5的LED 300提供調製電力。電源250為離線式基本降壓斬波LED驅動電路，包括一個場效應電晶體(FET)252、及協同運行的電容器254、感應器256、及電容器258。二極體260為高速恢復二極體。FET 252通過利用一種已知的方式對其柵極253提供一種信號來受到控制。
前述圖6和圖7的LED電源電路220和250以基本 形式示出，代表隔離和非隔離LED電源。隔離和非隔離LED電源的很多其他適合的設置對於本領域的一般技藝人士來說都是顯而易見的。可以使用的其他適合的隔離電源例如基本反激電路，升壓反激電路、增加隔離的升降壓電路、或正激變換器。可以使用的其他適合的非隔離電源例如升降壓電路、升壓電路、丘克電路、或單端初級電感轉換器(SEPIC)電路。
如圖6和圖7所示，隔離和非隔離LED電源220和250通常包括例如場效應電晶體232或252的主動電子組件。所以，LED電源220和250根據以上定義可包含主動電路。
回到圖5的電路200，第二電路280通常可以為前述的簡單被動電路。在所示的實施例中，第二電路280主要包含例如由全波二極體橋形成的整流電路282。整流電路282可以由很多其他拓撲形成，例如半波橋和倍壓器。
使用分別用於依靠直接輸電電力運行和依靠與燈架相連的現有螢光燈安定器運行的第一和第二電路210和280(圖5)，能產生各種優點。除了在前述的發明內容中提到的效能和經濟上的優點外，安裝燈的人在安裝LED燈時有了更多選擇。例如在校舍中，安裝者可以決定在教室中重新換掉螢光燈安定器，轉而直接使用輸電線，以增加光電轉換的效率。在校舍的其他區域，例如在小教室或樓道的應急照明中，安裝者可以決定，依靠現有的螢光燈安定器來運行燈，整體來說更加經濟。這是因為，這些地方的燈架只是偶爾使用， 比起使用現有的螢光燈電子安定器，重新換掉這些地方的燈架要花費更多。此外，若螢光燈安定器在運行時出故障，可以重新換掉安定器中的燈架，轉而從輸電線運行同一個燈。
另外，第一和第二電路210和280(圖5)分別較佳 為主動電路和被動電路，這些術語如前所述，從而允許前述的更高效能，及更大範圍地穩定運行。尤其是每個電路可以進行最佳化，通過各自的電源最有效地工作。
圖8圖示前述的圖1-圖4的LED燈102中可供選擇 的電路800。電路800與圖5的電路200具有相同元件，並具有相同的元件符號。主要的不同在於，第二電路280用於給僅一部分通過交叉點802和804接通的LED供電。交叉點802可位於其他位置，例如LED 300的頂部。相似地，交叉點804可位於其他位置，例如LED 300的底部。在利用圖6的隔離電源220或圖7的非隔離電源250來實施第一電路210時，電容器242(圖6)或電容器258(圖7)的值應選擇如下。 前述電容器242或258的值應聯絡圖8的電容器310的值來做出選擇，從而以LED運行頻率提供足夠電能儲存，以產生可接受的低閃爍水平。
通過讓第二電路280供電給僅一部分由第一電路 210供電的LED 300，電路的設計者可以更大程度地在第一和第二電路210和280之間選擇只最佳化一個或同時最佳化二者。
圖9圖示前述的圖1-圖4的LED燈102中進一步可 供選擇的電路900。電路900與圖5的電路200具有相同元 件，並具有相同的元件符號。主要的不同在於，第一電路210用於給僅一部分通過交叉點902和904接通的LED供電。交叉點902可位於其他位置，例如LED 300的頂部。相似地，交叉點904可位於其他位置，例如LED 300的底部。在利用圖6的隔離電源220或圖7的非隔離電源250來實施第一電路210時，電容器242(圖6)或電容器258(圖7)的值應選擇如下。前述電容器242或258的值應聯絡圖9的電容器310的值來做出選擇，從而以LED運行頻率提供足夠電能儲存，以產生可接受的低閃爍水平。
通過讓第一電路210供電給僅一部分由第二電路 280供電的LED 300，電路的設計者可以更大程度地在第一和第二電路210和280之間選擇只最佳化一個或同時最佳化二者。
與圖5的第一電路210一樣，圖7和圖8的第一電 路210可通過例如圖6的隔離電源220或圖7的非隔離電源250來實現。
圖10圖示前述的圖1-圖4的LED燈102中更進一 步可供選擇的電路1000。電路1000與圖5、圖8、和圖9的電路200具有相同元件，並具有相同的元件符號。主要的不同在於，比起讓第一和第二電路210和280都給LED 300供電，第一電路210只給LED 302供電、第二電路280只給LED 304供電。上述LED 300的變體也適用於LED 302和304。這就完全消除了上述擔憂，即：當第一電路通過第一和第二電源插頭104和106連至輸電電力時，輸電電力通過第二電路 280而干擾第一電路210的預定運行。
第一傳導控制構件可有功能
參照圖5及圖8-圖10，第一傳導控制構件340較佳地發揮一或多個以下功能：
(1)允許第二電路運行。第一傳導控制構件340可作為電容器來實現，例如，以圖3和圖4中所示的螢光燈安定器122或123的頻率(以下稱為「安定器頻率」)導電，通常為45kHz。此處的「允許」第二電路運行是指，提供必要但並非足夠的方式讓第二電路280運行。此外，第二傳導控制構件370也需要允許第二電路運行。換言之，第一和第二傳導控制構件340和370均需要足以使第二電路280運行。
(2)允許第二電路運行，但不干擾第一電路。第一傳導控制構件340還可發揮允許第二電路280運行、但不干擾第一電路210的預定運行的功能；也就是當第一電路通過第一和第二電源插頭104和106連至輸電電力時。為了實現這一功能，傳導控制構件340被配置為例如電容器或位於斷開狀態下的開關，從而當第一電路210運行時，對從輸電線通過第二電源插頭106和第二電路280的整流電路282到LED 300的電流傳導進行限制。比起單獨用第一電路210產生的類似LED的平均發光強度，這種從輸電線的電流限制阻止了LED 300的第一和第二高水平的光偏差。若給圖5、圖8、和圖9加上假想閘266和268，第一電路210將單獨運行。考慮到以下兩種光偏差：(1)LED 300在0.1Hz到200Hz頻率範圍內的閃爍型光 偏差；及(2)LED 300的持續型光偏差。
第一高水平的閃爍型和持續型光偏差占10%。為了將惱人的閃爍型和持續型偏差降至最低，第二高水平的閃爍型和持續型光偏差占5%。為了計算光閃爍而對發光強度的測量被廣為知曉，可以利用光電池來不斷測量光源發出的光。
(3)限制驅動LED的電流。第一傳導控制構件340可根據實際情況進一步限制驅動LED 300的電流。當第一傳導控制構件340作為電容器實現時以輸電頻率表現出比以螢光燈電子安定器122頻率更大的阻抗，從而能夠完成這一功能。從輸電頻率在0到500Hz的範圍內、而安定器頻率在10kHz以上的事實可以推斷出，輸電頻率比安定器頻率低得多。
(4)允許達到電擊危險防護。第一傳導控制構件340的第四個可能的功能是，當類似的燈102(圖1-圖4)被安裝者插入螢光燈架(如：圖1-圖4的100、115、120、或130)中時，允許減小可能危及生命的觸電危險。針對下列每種涉及與從所述燈架接收輸電電力的第一和第二電源插座相連的燈兩端的第一和第二對電源插頭的情形，第一傳導控制構件340能夠作為給每一個暴露在外的電源插頭所配置的電容器或位於斷開狀態下的開關來實現，從而在通過500歐姆的無感電阻器直接連至前述每個暴露在外的電源插頭和接地之間來測量時，對超過電流閾水平輸電頻率的電流傳導進行阻止：(1)第一對電源插頭插入第一電源插座，而沒有電源 插頭插入第二電源插座；(2)第一對電源插頭插入第二電源插座，而沒有電源插頭插入第一電源插座；(3)第二對電源插頭插入第一電源插座，而沒有電源插頭插入第二電源插座；(4)第二對電源插頭插入第二電源插座，而沒有電源插頭插入第一電源插座；(5)第一對電源插頭插入第一電源插座，第二對電源插頭插入第二電源插座；及(6)第二對電源插頭插入第一電源插座，第一對電源插頭插入第二電源插座。電流閾水平可以為例如10毫安培均方根值，或較佳更低的值，比如5毫安培均方根值。當利用電容器來實現第一傳導控制構件340時，可以選擇電容器的值來選擇要求的電流閾水平。前述第一傳導控制構件340限制電流傳導的特徵，與美國保險商試驗所對減少安裝LED燈的人的上述可能危及生命的觸電危險所做的實驗步驟密切相關。
第二傳導控制構件可有功能
參照圖5及圖8-圖10，第二傳導控制構件370較佳地發揮一或多個以下功能：
(1)允許第二電路運行。第二傳導控制構件370可作為電容器來實現，例如，以圖3和圖4中所示的螢光燈安定器122或123的頻率(以下稱為「安定器頻率」)導電，通常為45kHz。此處的「允許」與在第一傳導控制構件功能(1)中的定義一致。
(2)允許第二電路運行，但不干擾第一電路。第二傳導控制構件370還可發揮允許第二電路280運行、但不干擾第一電路210的預定運行的功能；也就是當第一電路通 過第一和第二電源插頭104和106連至輸電電力時。為了實現這一功能，傳導控制構件370被配置為例如電容器或位於斷開狀態下的開關，從而當第一電路210運行時，對從輸電線通過第三電源插頭124和第二電路280的整流電路282到LED 300的電流傳導進行限制。當利用例如圖2的螢光燈架115時，輸電電力供至第三電源插頭124。比起單獨用第一電路210產生的類似LED的平均發光強度，這種從輸電線的電流限制阻止了LED 300的第一和第二高水平的光偏差。若給圖5、圖8、和圖9加上假想閘266和268，第一電路210將單獨運行。考慮到以下兩種光偏差：
(3)LED 300在0.1Hz到200Hz頻率範圍內的閃爍型光偏差；及
(4)LED 300的持續型光偏差。
第一高水平的閃爍型和持續型光偏差占10%。為了將惱人的閃爍型和持續型偏差降至最低，第二高水平的閃爍型和持續型光偏差占5%。為了計算光閃爍而對發光強度的測量被廣為知曉，可以利用光電池來不斷測量光源發出的光。
(3)限制驅動LED的電流。第二傳導控制構件370可根據實際情況進一步限制驅動LED 300的電流。當第二傳導控制構件370作為電容器實現時以輸電頻率表現出比以螢光燈電子安定器122頻率更大的阻抗，從而能夠完成這一功能。從輸電頻率在0到500Hz的範圍內、而安定器頻率在10kHz以上的事實可以推斷出，輸電頻率比安定器頻率低得多。
(4)允許達到電擊危險防護。第二傳導控制構件370的另一個可能的功能是，當類似的燈102(圖1-圖4)被安裝者插入螢光燈架(如：圖1-圖4的100、115、120、或130)中時，允許減小可能危及生命的觸電危險。針對下列每種涉及與從所述燈架接收輸電電力的第一和第二電源插座相連的燈兩端的第一和第二對電源插頭的情形，第二傳導控制構件370能夠作為給每一個暴露在外的電源插頭所配置的電容器或位於斷開狀態下的開關來實現，從而在通過500歐姆的無感電阻器直接連至前述每個暴露在外的電源插頭和接地之間來測量時，對超過電流閾水平輸電頻率的電流傳導進行阻止：(1)第一對電源插頭插入第一電源插座，而沒有電源插頭插入第二電源插座；(2)第一對電源插頭插入第二電源插座，而沒有電源插頭插入第一電源插座；(3)第二對電源插頭插入第一電源插座，而沒有電源插頭插入第二電源插座；(4)第二對電源插頭插入第二電源插座，而沒有電源插頭插入第一電源插座；(5)第一對電源插頭插入第一電源插座，第二對電源插頭插入第二電源插座；及(6)第二對電源插頭插入第一電源插座，第一對電源插頭插入第二電源插座。電流閾水平可以為例如10毫安培均方根值，或較佳更低的值，比如5毫安培均方根值。當利用電容器來實現第一傳導控制構件340時，可以選擇電容器的值來選擇要求的電流閾水平。前述第二傳導控制構件370限制電流傳導的條件，與美國保險商試驗所對減少安裝LED燈的人的上述可能危及生命的觸電危險所做的實驗步驟密切相關。
提供觸電危險防護--其他技術
圖5、圖8、圖9、圖10中第一和第二傳導控制構件340和370的前述允許觸電危險防護的可能功能，還可以通過其他方法實現。例如，比起利用非隔離電源，例如250(圖6)，可以利用隔離電源，例如220(圖6)，代替前者將第二傳導控制構件370作為電容器或開關來實現。也可能脫離本發明的教導，而集合多個阻止輸電電力到達任何「暴露在外的電源插頭」的構件。「暴露在外的電源插頭」與在第一和第二傳導控制構件340和370的觸電防護功能中探討的意義相同。
實施例1-13的表格清單
圖11圖示實施例1-13表格清單。該表格清單包括一欄指明圖5、圖8、及圖9中示出的所需的第一電路210的隔離和非隔離型。該表格清單的另一欄提到了與每個實施例相對應的螢光燈架100(圖1)、115(圖2)、120(圖3)、或130(圖4)。還有一欄提到了在每一個實施例中，該實施例在為LED供電以沿LED燈102的長度照明時，是否共用上述LED、還是不共用上述LED。電路200(圖5)、700(圖8)、及800(圖9)在第一和第二電路210和280之間共享LED，而電路1000(圖10)未在第一和第二電路210和280之間共享LED。
實施例1-13
對於圖10中所示的全部實施例1-13，根據下表，可以實現下列第一傳導控制功能：
如本領域廣為知曉，電容器342可被更寬泛地稱為 電容。「電容」這一更寬泛的術語包含了利用多個電容器達到要求的電容。
對於圖11中所示的全部實施例1-13，根據下表，可以實現下列第二傳導控制功能：
第一和第二傳導控制構件340和370的短路電路342和348包括在此處所用的表達「傳導控制構件」中。然而，短路電路342和348的「控制」方面卻總是導通的。這就與例如開關的「控制」形成對比，開關既可以導通也可以不導通。
另外，第一傳導控制構件340的短路電路342需要能實現第二電源插頭106和第二電路280之間的傳導。相似地，第二傳導控制構件370的短路電路348需要能實現第三電源插頭124和第二電路280之間的傳導。
對於全部的實施例1-13，都要參照圖11中的表格清單，其中的內容在此不再贅述。對於全部的實施例1-13，需要對產品包裝等提出警告，說明只有在關掉對螢光燈架的輸電電源時才可進行燈的安裝和拆除。
實施例1-2及11-13可能無法達到上文探討的第一 和第二電流傳導控制構件340或370的觸電危險防護的可能功能。這是因為，實施例1、2及11-13將第一傳導控制構件340作為短路電路348實現。所以，有這些實施例，上述對產品包裝等提出警告就尤為重要。
關於均涉及圖10的電路1000的實施例9和10，圖 11圖示第一和第二傳導控制構件340和370的兩種可能結合。或者，圖10的第一和第二傳導控制構件340和370還可以通過例如與圖11就實施例5-8示出的相同方式來實施。
關於實施例5-10，儘管更宜使用較不昂貴的非隔離 型第一電路210，也可以使用更昂貴的隔離型第一電路210。
參照圖11，實施例11將第一和第二傳導控制構件 340和370分別作為短路電路348和372來實現。通過避免給全部四個電源插頭104、106、124、和126提供輸電電力的螢光燈架115(圖2)，並通過讓第一電路210為隔離型，可以達到以下優點：第二電路280不干擾第一電路210。
實施例12使用了一種隔離型第一電路210，並避免 使用給全部四個電源插頭104、106、124、和126提供輸電電力的螢光燈架115(圖2)，來達到以下優點：第二電路280不干擾第一電路210。
將第一和第二傳導控制構件340和370分別作為短 路電路348和372實現的實施例13中，依靠不共用的LED，在給上述LED供電以沿LED燈102的長度照明時，達到了以下優點：第二電路280不干擾第一電路210。
參照圖11，開關344和376可以以各種形式實施。 他們可以構成機械開關，並且在使用兩個開關燈的實施例8中，較佳將兩開關根據假想線380彼此機械耦合，從而控制了一個開關就控制了兩個開關。這種機械開關被稱為雙極單向開關。開關344和376還可以配置為諸如FET的電開關，例如在不通電時出於不導通狀態。
安全起見，需要將任何用於實現第一和第二傳導控 制構件340和370的開關對安裝者設置為打開狀態或不導通狀態。一旦安裝者確認要將燈安裝進螢光燈架100(圖1)或115(圖2)，開關應保持打開。相比之下，一旦安裝者確認要將燈安裝進螢光燈架120(圖3)或130(圖4)，則開關應關閉。
以下是本說明書和附圖中使用的元件符號和相應的 部件清單：
上文描述了一種可以被改裝進現有螢光燈架中的LED燈，並具有雙重運行模式，依靠與燈架相連的現有螢光燈電子安定器供電，或者也可直接從輸電線通電。有利的是，可配置LED燈，當所述LED燈被安裝進接線的燈架中以直接從輸電線通電時，來減小可能危及生命的觸電危險。本發明的燈的一些實施例被配置為給安裝燈的人提供防止觸電的更多保護。
請求項的範圍不應該被較佳的實施例和範例限制，而應當予以同書面說明書整體相一致的最大範圍解讀。

Claims (10)

  1. 一種具有雙重運行模式的LED燈，依靠一接線的螢光燈架來提供輸電電力，或依靠一電子安定器提供一安定器頻率的交流電，包括：a)具有第一端和第二端的一細長殼體；b)該細長殼體的一第一端設置有第一和第二電源插頭；c)該細長殼體的一第二端設置有一第三電源插頭；d)一第一電路為至少一個擬在一第一模式中通電、並沿著該細長殼體的一長度發光的LED提供主要電力；當該LED燈被插入具有電源插座的一螢光燈架，該等電源插座接收第一和第二電源插頭、並直接連至輸電線、以比該安定器頻率低得多的一輸電頻率供電時，即發生該第一模式；該第一電路限制通向擬在一第一模式中通電的該至少一個LED的電流；e)一第二電路為至少一個擬在一第二模式中通電、並沿著該細長殼體的一長度發光的LED提供主要電力；當該LED燈被插入具有電源插座的一螢光燈架，該等電源插座接收位於燈兩端的該第二和第三電源插頭、並直接連至該電子安定器以從之獲得電力時，即發生該第二模式；該第二電路包括一個從該第二和第三電源插頭接收電力的整流電路；f)一第一傳導控制構件串聯在該第二電源插頭和該整流電路之間，當燈兩端的該第二和第三電源插頭連至該電子安定器時，用以允許該第二電路為至少一個擬在該第二模式中通電的LED供電；及g)一第二傳導控制構件串聯在該第三電源插頭和該整流電路之間，當燈兩端的該第二和第三電源插頭連至該電子安定器時，用以允許該第二電路為至少一個擬在該第二模式中通電的LED供電。
  2. 如請求項1所述之LED燈，其中：a)該至少一個擬在一第一模式中通電的LED和該至少一個擬在一第二模式中通電的LED具有至少一個相同的LED；及b)當該第一電路的運行通過該第一和第二電源插頭直接連至輸電線以一輸電頻率供電而實現時，該第一傳導控制構件通過該第二電源插頭阻止輸電電力的一干擾水平到達該第二電路；當該閃爍型和持續型光偏差與該至少一個擬在單獨使用該第一電路時可能產生的該第一電路模式中通電的LED的該平均光照強度做比較時，該輸電電力的干擾水平由該至少一個擬在該第一模式中以至少10%的0.1Hz到200Hz頻率範圍內供電的LED的閃爍型光偏差、和至少一個擬在該第一模式中至少10%的LED的持續型光偏差來定義。
  3. 如請求項1所述之LED燈，其中：a)該至少一個擬在一第一模式中通電的LED和該至少一個擬在一第二模式中通電的LED具有至少一個相同的LED；及b)當該第一電路的運行通過該第一和第二電源插頭直接連至輸電線以一輸電頻率供電而實現時，該第二傳導控制構件通過該第三電源插頭阻止輸電電力的一干擾水平到達該第二電路；當該閃爍型和持續型光偏差與該至少一個擬在單獨使用該第一電路時可能產生的該第一電路模式中通電的LED的該平均光照強度做比較時，該輸電電力的該干擾水平由至少一個擬在該第一模式中以至少10%的0.1Hz到200Hz頻率範圍內供電的LED的閃爍型光偏差、和至少一個擬在該第一模式中至少10%的LED的持續型光偏差來定義。
  4. 如請求項1所述之LED燈，其中，針對下列每種涉及與從該燈架接收輸電電力的第一和第二電源插座相連的該燈兩端的一第一和第二對電源插頭的情形，該第一傳導控制構件能夠作為給每一個暴露在外的電源插頭所配置的電容器或位於斷開狀態下的開關來實現，從而在通過500歐姆的一無感電阻器直接連至前述每個暴露在外的電源插頭和接地之間來測量時，對超過10毫安培均方根值的該輸電頻率的電流傳導進行阻止：a)一第一對該電源插頭插入該第一電源插座，而沒有電源插頭插入該第二電源插座；b)該第一對電源插頭插入該第二電源插座，而沒有電源插頭插入該第一電源插座；c)一第二對該電源插頭插入該第一電源插座，而沒有電源插頭插入該第二電源插座；d)該第二對電源插頭插入該第二電源插座，而沒有電源插頭插入該第一電源插座；e)該第一對該電源插頭插入該第一電源插座，該第二對電源插頭插入該第二電源插座；及f)該第二對電源插頭插入該第一電源插座，第一對電源插頭插入該第二電源插座。
  5. 如請求項1所述之LED燈，其中，針對下列每種涉及與從該燈架接收輸電電力的第一和第二電源插座相連的該燈兩端的一第一和第二對電源插頭的情形，該第二傳導控制構件能夠作為給每一個暴露在外的電源插頭所配置的電容器或位於斷開狀態下的開關來實現，從而在通過500歐姆的一無感電阻器直接連至前述每個暴露在外的電源插頭和接地之間來測量時，對超過10毫安培均方根值的該輸電頻率的電流傳導進行阻止：a)一第一對該電源插頭插入該第一電源插座，而沒有電源插頭插入該第二電源插座；b)該第一對電源插頭插入該第二電源插座，而沒有電源插頭插入該第一電源插座；c)一第二對該電源插頭插入該第一電源插座，而沒有電源插頭插入該第二電源插座；d)該第二對電源插頭插入該第二電源插座，而沒有電源插頭插入該第一電源插座；e)該第一對該電源插頭插入該第一電源插座，該第二對電源插頭插入該第二電源插座；及f)該第二對電源插頭插入該第一電源插座，第一對電源插頭插入該第二電源插座。
  6. 如請求項1所述之LED燈，其中，該第一電路為一主動電路，該第二電路為一被動電路。
  7. 如請求項1所述之LED燈，其中，至少一個擬在一第一模式中通電的LED的數量多於該至少一個擬在一第二模式中通電的LED的數量。
  8. 如請求項1所述之LED燈，其中，至少一個擬在一第二模式中通電的LED的數量多於該至少一個擬在一第一模式中通電的LED的數量。
  9. 如請求項1所述之LED燈，其中：a)該第一電路包括一個隔離變壓器，位於用以接收輸電電力的輸入端與向該至少一個擬在一第一模式中通電的LED提供調製電力的輸出端之間；及b)該隔離變壓器阻止輸電電力在運行該第一模式時通過該第二電路並阻止干擾該第一電路。
  10. 如請求項1所述之LED燈，其中：a)配置該第一和第二電路，從而使該至少一個擬在該第一模式中通電的LED和該至少一個擬在該第二模式中通電的LED彼此分開；及b)配置該第二電路以避免在運行該第一模式時給該至少一個擬在該第一模式中通電的LED供電。
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