TWM477537U - 類日光燈管之發光二極體燈管裝置 - Google Patents

Description

類日光燈管之發光二極體燈管裝置

本創作係關於一種燈具之電路，特別是指一種類日光燈管之發光二極體燈管裝置。

習知之日光燈具主要分日光燈管及燈具(包含安定器)，其中燈具中之安定器已研發安裝有高效能之電子式安定器，電子式安定器無論在效率、節能、環保、安規已達一定成效，但在日光燈管上因結構及特性上之差異一直無法找到適合之替代品，因日光燈管均有含汞量(如：T9為15mg、T8為5mg、T5為3mg、T9之外包玻璃管破開後會嚴重污染環境)，現開發以LED為光源之架構。

因為市售之日光燈管都設有點燈器與電子安定器，電子安定器分兩類；一、瞬時啟動型電子安定器(Instant Start)：瞬時啟動無預熱型電子安定器，點燈時燈管瞬時啟動，其特性是利用高壓啟動燈管(啟動電壓約介於800V至1,200V之間)，點燈非常容易，但易造成燈管黑化，燈絲斷裂，燈管壽命降低，日光燈管如果配合傳統電磁式安定器使用的話，一般而言，其點滅次數約在6,000次左右，日光燈管即可能產生黑化而故障，如果使用瞬時啟動型電子安定器，因為以高壓點燈之故，點滅次數約在2,000~3,000多次，螢光燈管即會產生黑化而壽命終了；二、預熱啟動型的電子安定器(Pre-heated Start)：預熱啟動型的電子安定器對燈管的保護提供最佳的保證，預熱時間可由0.5秒至2秒左右，電流越高，預熱愈快，相對於燈絲上的應力(stress)電壓愈高，壽命較短，而延長時間，則使得應力(stress)電壓較小，燈絲 壽命可大幅提高，點燈次數一般廠商宣告在10,000~15,000次；而安定器本身，一般來說，預熱型電子安定器壽命約在50,000小時左右；綜合以上安定器特性，在LED燈源上必需克服幾點：電子安定器點燈時有一高頻(輸出頻率2KHZ~50KHZ)高壓(500V)啟動電壓及點燈電壓；電子安定器依預熱啟動及無預熱啟動或程式化啟動之啟動預熱時間或方式不同；為了提供更符合實際需求之物品，創作人乃進行研發，以解決習知使用上易產生之問題。

本創作之主要目的在於提供一種類日光燈管之發光二極體燈管裝置，必需先知道市售各種電子式安定器之特性，再以微電子電路之架構設計出完全模擬日光燈管點燈方式，進而能直接替代現有市場上日光燈管特性之產品；其電氣特性完全是依照日光燈管電氣特性而設計之發光二極體(LED)燈管，其整個機構尺寸甚至燈頭插腳的安排也是依照標準燈管的設計而製造完成，目地就是要能完全替代市售之傳統燈管，直接進行日光燈管之改良，以期達到高效能、節能、環保，提高燈管之使用壽命，以其達到更趨於完善之燈具為目標。

為達成上述之目的，本創作之結構為：在不改變原有之日光燈管外部之配電電路下，設置有一以發光二極體串列而成之發光二極體燈管之接電頭間設置有一突波保護器，作為緩衝來自電子安定器之電源突波，然後串接一橋式整流電路，將高頻高壓之交流電流整理換成低壓低電流之直流電以適用於發光二極體，同時將串連於電子安定之點燈訊號傳給一單晶片微處理器，經由單晶片微處理器感應點燈訊號異常之高壓訊號時，其時處理關閉對以MOSFET形成之啟動電路之供電，然後仿預熱型電子安定器之供電模式輸出脈衝寬度調變訊號至一啟動電路，以產生適用於發光二極體之電壓與電流，讓以一高阻抗模組所併聯之各發光二極體發光。

為使 貴審查委員能更進一步瞭解本創作為達成預定目的 所採取之技術、手段及功效，茲舉一較佳可行之實施例，並配合圖式詳細說明如后，相信本創作之目的、特徵與優點，當可由此得一深入且具體之瞭解。

〔本創作〕

1‧‧‧突波保護器

2‧‧‧橋式整流電路

3‧‧‧單晶片微處理器

4‧‧‧啟動電路

5‧‧‧高阻抗模組

6‧‧‧發光二極體

第一圖為本創作之電路方塊圖。

第二圖為本創作之電路圖。

第三圖為本創作之外觀立體圖。

第四圖為本創作之第三圖無發光二極體時之立體分解圖。

如第一圖至第四圖所示，為本創作一種類日光燈管之發光二極體燈管裝置，在不改變原有之日光燈管外部之配電電路下，也就是說日光燈管仍是管狀(如第三、四圖所示)，兩端各有一對插腳，供插入原來之插座，換句話說，就是燈具之外觀結構都沒改變；設置有一以發光二極體5串列而成之發光二極體燈管之接電頭間設置有一突波保護器1，作為緩衝來自原設於日光燈管外部之電子安定器之電源突波，然後串接一橋式整流電路2，將高頻高壓之交流電流整理換成低壓低電流之直流電以適用於發光二極體6，同時將串連於電子安定器之點燈訊號傳給一單晶片微處理器3，經由單晶片微處理器3感應點燈訊號異常之高壓訊號時，其時處理關閉對以MOSFET形成之啟動電路4之供電，然後仿預熱型電子安定器之供電模式輸出脈衝寬度調變訊號至一啟動電路4，以產生適用於發光二極體6之電壓與電流，讓以一高阻抗模組5所併連之各發光二極體6發光(圖中是左右各一組對稱設置)。

綜上所述之結構，本創作運用特殊設計之等同於燈絲效能的”突波保護器”(Surge Protective Devices,SPDs)組件，做為緩沖啟動電壓之設計，所擁有的獨特電氣特性可在正常工作電壓時呈現高阻抗狀態，在異常高電壓時則會降低阻抗讓電流通過，並可加強電氣之安全性；在高頻啟動電壓及往後的點燈電壓採用高速處理之橋式整流電路，將安定器的輸出電壓即時轉成直流(DC)信號交給”單晶片微處理器”進行分析，同時也將轉換出的輸出電壓供提給發光二極體LED使用，單晶片微處理器會分析 何為點燈啟動、何為點燈正常、或何為點燈異常；異常時，單晶片微處理器會輸出零電位，以關閉MOSFET開關，以使LED電流導引從阻抗模組通過以防高電流通過LED將LED破壞；當偵測到為點燈恆壓時，單晶片微處理器會如同預熱型電子安定器一樣慢慢輸出脈衝寬度調變訊號(PWM)驅動MOSFET以恆流驅動LED以達緩啟動LED燈管；LED供給電壓之設計是以原標準日光燈燈管之管電壓為基礎設定LED之供給電壓。於是使用上，不需經過專業人員剪除電子安定器與點燈器之電路，人人只要將燈管安裝上去即能使用，其結構上讓人最容易了解與實施，所以能提供很好之使用性與便利性，本創作為適用於所有使用電子安定器之日光燈管，即適用於T5、T8、T9甚至於PL燈、PL-BB燈的各式電子安定器，以發光二極體(LED)燈管直接換替代現有之日光燈管；為一完全與習知不同之機構。

以上所述為本創作之較佳實施例之詳細說明與圖式，並非用來限制本創作，本創作之所有範圍應以下述之專利範圍為準，凡專利範圍之精神與其類似變化之實施例與近似結構，皆應包含於本創作之中。

1‧‧‧突波保護器

2‧‧‧橋式整流電路

3‧‧‧單晶片微處理器

4‧‧‧啟動電路

5‧‧‧高阻抗模組

6‧‧‧發光二極體

Claims (1)

1. 一種類日光燈管之發光二極體燈管裝置，在不改變原有之日光燈管外部之配電電路下，設置有一以發光二極體串列而成之發光二極體燈管之接電頭間設置有一突波保護器，作為緩衝來自電子安定器之電源突波，然後串接一橋式整流電路，將高頻高壓之交流電流整理換成低壓低電流之直流電以適用於發光二極體，同時將串連於電子安定器之點燈訊號傳給一單晶片微處理器，經由單晶片微處理器感應點燈訊號異常之高壓訊號時，其時處理關閉對以MOSFET形成之啟動電路之供電，然後仿預熱型電子安定器之供電模式輸出脈衝寬度調變訊號至一啟動電路，以產生適用於發光二極體之電壓與電流，讓以一高阻抗模組所併連之各發光二極體發光。