TWM443324U - Power supply devices of low temperature led lighting - Google Patents

Description

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五、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本創作係關於一種低溫led照明供電裝置， 尤指具有

可讓LED照明設備適用於較寬廣的供電範圍，並能維持於 低溫、低耗能狀態下工作， 以符合經濟實用及環保要求 【先前技術】 按，燈光是現代生活中不可缺乏的主要照明設備，隨著 科技進步技術日益成熟，新一代的LED具有高亮度、反應 快、體積小、低耗電量、節能、使用安全及壽命長之優點， 故業界均積極開發LED照明來取代傳統照明。 但因為局功率LED輸入功率僅有15〜20%轉換成光，其 # 差虚^^复些熱能若未有效加以處理適時排 -------. - - 出’將會使LED晶粒界面溫度過高’而導致發光效率衰減、 壽命降低等問題’是影響LED照明相關產品的優劣關鍵。 習知常見的LED照明設備是選用12V DC電子式變壓

器’將 100V- 260V AC 轉 12V DC/300-500 mA，以配合 LED 光源’使用時除了產生熱源高達6(TC以上；還會形成高溫 刺眼的眩光（glare)。而且習知LED照明的AC電源輸入端 電流為數10mA以上，從低溫、低耗能、低碳的環保要求， M443324 101年07月20日替換頁 有許多技術需要提升。另外，電子式變壓器充滿主動性元 件’對於突波的干擾免疫能力很差，容易發生故障。 針對上述LED照明高溫現象的解決方法，目前所衍生 較先進的專利技術，基本上都是採用材料來降溫：例如我 國公告第M420646號LED的散熱照明裝置、我國公告第 M423204號高效散熱之LED燈具、我國公告第1263008號 發光二極體燈、我國公告第1359243號具散熱效果之LED 燈具、大陸申請第200680019064號散熱器燈及製造散熱器 的方法、大陸申請第200810067522號發光二極管灯具、大 陸申請第201010125449號一種LED路燈、美國專利第 US7497596B2 號LED AND LED LAMP、美國專利第 US8076856B2 號1^0 1^1^、日本特開第】？2〇1〇〇50472八號発光/4才一 F ·今y y及y発光夕° <才一卜、交通灯（中譯：發光二極體 及交適^燈)^^本特開第JP2004288827A號LED今> 7。（中 譯：LED燈）···等’其結構設計雖然都能達到一定的散熱效 果，但事實上仍無法完全克服LED發光產生高熱的問題， 依現有技術要解決單顆LED燈泡散熱問題都已經十分麻煩 了’如果一旦LED光源採用矩陣排列時，聚集所產生的熱 源溫度將會更高，使後續處理成本跟著加倍增高，不符經 濟效益。 此外’目別LED知、明所採用的AC電壓都是限制於 100V- 277V以下，有效工作電壓範圍相當受限，無法直接 M443324 ΗΠ年07月20日替換頁 與太陽能或風力發電接結合成為供電獨立的照明系統，也 是其一項缺點。 【新型内容】 本創作者因鑑於此，乃積極投入研究成功開發一種低 /服LED照明供電裝置，主要包括：一低耗能供電控制模組 及led發光模組電氣連接而成；其中該發光模組 由至少一光源驅動器與一 LED光源所構成；而該低耗能 供電控制模組，至少具有—突波抑制單元 '一分壓限壓 单元、-電流限定單元、及—穩壓遽波單域構成；藉 此，讓LED照明設備適用於較寬廣的供電範圍，並能維 持於低溫、低耗能狀態下工作，以符合經濟實用及環保要 求。 【實施方式】 — 為使貴審查委員方便了解本新型之内容，及所能 達成之功效，茲配合圖示列舉具體實施例，詳細說明如 下： 請參第1〜3圖所示，本創作所設之低溫LED照明供 電裝置1 ’其主要包括：一低耗能供電控制模組1〇及— LED發光模缸20電氣連接而成；其中該LED發光模組 20係由至少一光源驅動器21與—LE])光源22所構成； M443324 101年07月20日替換頁 而該低耗能供電控制模組1〇，至少具有—突波抑制單元 1卜-分壓限壓單元12、一電流限定單元J 3、及—釋 壓濾波單元14所構成；其中 〜 該突波抑制單元U，對外以連接輪入電壓，至少由突 波保護it件11卜電感112與電容113所構成用以^ 制突波，並將突波能量轉換成電愿；使本創作應用於工 業照明、商業照明、路燈照明時，對於大容量斷路器切 換時所產生__波可以有效_，即使在連續電弧 (arc)的干擾環境下依然可以正常使用。 該分磨限壓單元12,與突波抑制單元u電氣連接， 至少由兩群電容121所構成’以允許較大AC輸入電愿 範圍，實施時，並可經特殊設計規劃成指數型態（同參 第4圖）使適用在6_，而輸出工作電壓限制在特 定範圍’達到全電壓功能，使其！、用上供電範圍需求更為 寬廣；其中輸入電壓若採用三相系統-，如38〇v、4“ 及480V…等，均可由l-n接線使用。 該電流限定單元13，與分壓限壓單元12電氣連接， 至少由一變壓器131搭配前述分壓限壓單元a所構 成，將輸入電流限制在編上下的一般電氣茂漏電流 範圍，達到低耗能功能。 該穩壓濾波單元14，與電流限定單元13電氣連接， 至少由突波保護元件141、電感142與電容143所構成， M443324 "~-------- 101年07月20曰替換頁 遽除殘存干擾突波以保護其後所接 光源驅動器21。 ，， 該光源驅動器21電氣連接一 LED光源22，結合前面 低耗能控制單元10，可以達到降低LED光源&的自身 熱源，使其所接之LED光源22處於低溫狀態。 如第3圖所^係本創作以—低耗能供電控制模組 搭配-LED發光模組2〇所製成之單顆產品，其技術 已達成熟量產商品化階段，產品應用啟動的時間快，從 AC電源開關投入後，@ LED光源22全亮所需的反應時 間只需6〜7以Sec’眼睛無閃爍的感覺。於本圖雖僅列舉 圓形及長條形的LED光源22，但實際應用並不以此限牛， 其外觀造形還可有多種變化，以因應各種不同需求。 請參第4〜6圖所示，係本創作第3圖中單顆產品的 相關實驗測試數據。從第4圖表中内容可知本創作=允 許AC電壓輸人範圍由6〇v至_▽，而輸出電壓維持 在9. 5V上下。從第5圖表中内容可知本創作所消耗的 AC輸入電流量約為彳0mA，其最佳的數值可將其限定在 10mA 土 10%上下，低於—般電氣設備㊉漏電流；而輸出 電流量約低於80mA。從第6圖表中内容可知本創作整 體溫度雖維持在30°C，但最佳的數值可將其限定在 30°C ±10%上下，確實可構成低溫照明裝置。由私6.圖 所示’可充份證明本創作確實符合低溫、低耗能、低碳 M443324 101年07月20日替換頁 的環保要求’是照明領域的重大技術突破具有獨創 性、新額性、進步性。 其中，特別值得一提如第丨、4圖所示，因為本創 作所設之指數型態分壓_單元12，可將AC輸入電壓 範圍由60V至6〇〇v的輸入負载電流限制在1〇mA上下範圍， 故使單顆產品的低耗能供電控龍組1()可呈現低溫狀 知另外，如第卜5圖所示，因為低耗能供電控制模 組輸出電流係被限制在8QmA (明顯低於趣A以 下）故使LED發光模、组2〇光源的熱能也可明顯降低控 制在3〇 C上下’因為該兩者低耗能供電控制模組μ及 LED發光核組2〇都被妥善控制在低溫狀態下正常工 作’故其組成之單顆產品應用時熱源溫度即可低於一般 人體正常體溫。 基n’如第卜8圖所示’使本創作實際應用時， β由複數個低耗w供電控制模組i Q搭配複數個咖發 光模組2〇電氣連接成複數個單顆產品，排列製成- LED 光源矩陣23,或如第9圖所示，也可將複數個低耗能供 電控制模組1G及複數個⑽發光模組2G分開各設成-獨立的電路板，中間再以排線相連，而製成—⑽光源 矩陣23,這兩種方式同樣都可在低溫狀態下正常工作， 其技術已達成熟量產商品化階段，於本例中之LED光源 矩陣23雖僅揭露以長條⑽光源&所製成（但實際其 M443324 101年07月20日替換頁 分佈狀態及排列方式並不以此為限）；LED光源矩陣23 上之每一單顆產品的實驗測試數據同上（於此不再贅 述）’而整體應用照度的實驗測試數據如第7圖所示， 以LED光源矩陣23平均分佈在420cm X 60 cm面積範圍，在 高度180cm的位置量測照度，面積範圍中心位置最佳照度為 680Lux/mm2 ;面積範圍邊緣位置最低照度為48〇Lux/刪2。

本創作應用時具有如下優點： 1. 本創作的低溫led照明供電裝置丨僅消耗數mA電 流量’而溫度又明顯低於習知現有一般LED照明溫度、 可避免周圍％境溫度升高，而減少冷氣空調的使用，大 幅降低電力㈣’對於碳排放量之減低程度，遠勝過於 目前市面上LED照、明結構，可真正逹到降溫、節能 '減 碳等環保功能，是照明領域的重大突破。

2. 本缝的卫作電壓_殊_設計，可允許ac電 壓範圍由6GV^_,除了與=般供電系統配合應用’ 更可以與太陽能供電設施3〇(如第10圖）、風力機組發 電設施如第u圖）、汽車DC轉換ac襄置5〇(如第 12圖）、手持式照明裝置電源等，直接連接使用。 3本創作之光源由點到面分佈均可，尤其製成的矩 排列光源照度十分约 刀杓勾可有效提供工業照明、商業照 60传用广明、美術照明與家庭照明使用、或路燈照明 6〇使用（如第13圖）。 1〇1年07月20曰替換頁 二貫施例僅為方W露，並^^ 用，此職者，#可做各種更動與不同的應 -本s未㈣本創作之精神料者1當 創作專利範圍保護中。 綜上所述’本創作在突破先前之技術下，確實 之功效足供產業上利用’再者，本創作申請 i 且也非熟悉該項技藝者所易於思及，並所 ”之新穎性、進步性顯已符合新型專利 依法提出新型申請。 件犮 【圖式簡單說明】 第1圖、係本創作之方塊圖。 第2圖、係本創作之電路元件配置圖。 第之土體組合圖。 第4圖係本創作輸入電壓與輸出電麗變化曲線圖 第5圖、係本創作電壓電流變化曲線圖。 第6圖、係本創作輸入電壓與溫度變化曲線圖。 第7圖、係本創作LED光源矩陣區域照度曲線圖。 第8圖、係本創作製成LED光源矩陣之應用示責圖。 第9圖、係本創作以低耗能供電控制模組板排線連接 LEI)發光模組板製成之LED光源矩陣示意 圖。 、 M443324 年07月20日替換頁 第1〇圖、係本創作與太陽能供電結合的照明示意圖。 第11圖、係本創作與風力供電結合的照明示意圖。 第12圖、係本創作與汽車供電結合的照明示意圖。 第13圖、係本創作應用於街燈照明的示意圖。 【主要元件符號說明】 10 低耗能供電控制模組 111突波保護元件 113電容 121電容 131變壓器 141突波保護元件 143電容 21 光源驅動器 H LED光源矩陣 40風力機組發電設施 60 路燈照明 1 低溫LED照明供電裝置 • 11突玟抑制單元 112電感 12 分壓限壓單元 13 電流限定單元 14穩壓濾波單元 142電感 20 LED發光模組 2 2 L E D 光源 30 太陽能供電設施 50 汽車DC轉換AC裝置 11

Claims (1)

1. M443324 101年07月20日修正頁 六、申請專利範圍： 1. 一種低溫LED照明供電裝置，主要包括：一低耗能供 電控制模組及一 LED發光模組電氣連接合而成；其中 該LED發光模組係由一光源驅動器與至少一 LED光源 電氣連接所構成；而該低耗能供電控制模組，至少具 有一突波抑制單元、一分壓限壓單元、一電流限定單 元、及一穩壓濾波單元所構成；其中 該突波抑制單元，對外以連接輸入電壓，用以抑制 突波，並將突波能量轉換成電壓； 該分壓限壓單元，與突波抑制單元電氣連接，能允 許大範圍AC輸入電壓，而限制輸出工作電壓範圍，以 供LED發光模組維持正常工作； 該電流限定單元，與分壓限壓單元電氣連接，將輸 入電流限制在低電流範圍； 該穩壓濾波單元，與電流限定單元電氣連接，濾除 殘存干擾突波以保護其後所接之LED發光模組； 藉此，讓LED照明設備適用於寬廣的供電範圍，並 能維持於低溫、低耗能狀態下工作。 2.如申請專利範圍第1項所述之低溫LED照明供電裝置，其 中該分壓限壓單元為指數型態，將AC輸入電壓範圍由 60V至600V的輸入負載電流限制在l0mAj：1O%，使低耗能 供電控制模組呈現低溫狀態。 12 M443324 _ . 101年07月20日替換頁 3. 如申請專利範圍第2項所述之低溫LED照明供電裝置，其 中輸入電壓係採用三相系統，包括380V、420V及 480V，其中任一種由L-N接線使用。 4. 如申請專利範圍第2項所述之低溫LED照明供電裝置，其中 該低耗能供電控制模組輸出電流係被限制在80mA 〜100mA，使LED發光模組光源的熱能控制在 30°Cj：10%。 ® 5.如申請專利範圍第4項所述之低溫LED照明供電裝置，其 中該突波抑制單元，至少由突波保護元件、電感與電 容所構成；該分壓限壓單元，至少由兩群電容所構成； 該電流限定單元，至少由一變壓器搭配前述分壓限壓 ' 單元所構成，以及；該穩壓濾波單元，至少由突波保 護元件、電感與電容所構成。 6. 如申請專利範圍第5項所述之低溫LED照明供電裝置，其 • 中該LED光源全亮所需的反應時間為6〜7 // Sec。 7. 如申請專利範圍第5項所述之低溫LED照明供電裝置，其 係與太陽能供電設施結合使用，成為獨立照明系統。 8. 如申請專利範圍第5項所述之低溫LED照明供電裝置，其 係與風力機組發電設施結合使用，成為獨立照明系統。 9. 如申請專利範圍第5項所述之低溫LED照明供電裝置，其 係以汽車DC轉換AC裝置結合使用，直接作為手持式 照明 13 M443324 ___ . 101年07月20日替換頁 ' 10. —種低溫LED照明供電裝置，主要包括：由複數個低 耗能供電控制模組搭配複數個LED發光模組而成一 LED光源矩陣；其中該每一 LED發光模組係由一光源 驅動器與至少一 LED光源電氣連接所構成；而該每一 低耗能供電控制模組，至少具有一突波抑制單元、一 • 分壓限壓單元、一電流限定單元、及一穩壓濾波單元 所構成；其中 • 該突波抑制單元，對外以連接輸入電壓，用以抑制 突波，並將突波能量轉換成電壓； 該分壓限壓單元，與突波抑制單元電氣連接，能允 許大範圍AC輸入電壓，而限制輸出工作電壓範圍，以 供LED發光模組維持正常工作； 該電流限定單元，與分壓限壓單元電氣連接，將輸 入電流限制在低電流範圍； ·# 該穩壓濾波單元，與電流限定單元電氣連接，濾除 殘存干擾突波以保護其後所接之LED發光模組； 藉此，讓LED照明設備適用於寬廣的供電範圍，並 能維持於低溫、低耗能狀態下正常工作。 11.如申請專利範圍第10項所述之低溫LED照明供電裝置，其 中該分壓限壓單元為指數型態，將AC輸入電壓範圍由 60V至600V的輸入負載電流限制在lOmAilO%，使低耗能 _ 供電控制模組呈現低溫狀態。 14 101年07月20日替換頁 12. 如申請專利範圍第11項所述之低溫LED照明供電裝置，其 中輸入電壓係採用三相系統，包括380V、420V及 480V，其中任一種由L-N接線使用。 13. 如申請專利範圍第11項所述之低溫LED照明供電裝置，其 中該低耗能供電控制模組輸出電流係被限制在 80mA〜100mA，使LED發光模組光源的熱能控制在 30°C 土 10%。 14. 如申請專利範圍第13項所述之低溫LED照明供電裝置，其 中該突波抑制單元，至少由突波保護元件、電感與電 容所構成；該分壓限壓單元，至少由兩群電容所構成； 該電流限定單元，至少由一變壓器搭配前述分壓限壓 單元所構成，以及；該穩壓濾波單元，至少由突波保 護元件、電感與電容所構成。 15. 如申請專利範圍第14項所述之低溫LED照明供電裝置，其 該LED光源矩陣的LED光源全亮所需的反應時間為 6〜7 /z Sec。 16. 如申請專利範圍第14項所述之低溫LED照明供電裝置，其 係與太陽能供電設施結合使用，成為獨立照明系統。 17. 如申請專利範圍第14項所述之低溫LED照明供電裝置，其 係與風力機組發電設施結合使用，成為獨立照明系統。 18. 如申請專利範圍第14項所述之低溫LED照明供電裝置，其 係以汽車DC轉換AC裝置結合使用，直接作為手持式 M4433-24 101年07月20日替換頁照明。 -

   16 M443324 __ π • 101年07月20日修正 七、圖式. Η ei si

   M443324 101年07月20日替換頁 四、指定代表圖： (一) 本案指定代表圖為：第（1)圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 1 低溫LED照明供電裝置 10 低耗能供電控制模組 11 突波抑制單元 12 分壓限壓單元 13 電流限定單元 14 穩壓濾波單元 20 LED發光模組 21 光源驅動器 22 LED光源