專利名稱：發(fā)光組件燈管電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明關于一種發(fā)光組件燈管電路，特別是利用電容改變傳統(tǒng)電子式安定器中諧振電路諧振頻率之發(fā)光組件燈管電路。
背景技術：
歷經數十年來的研究及發(fā)展，LED等發(fā)光組件之生產技術已有長遠進步，具有體積小、無污染、有效節(jié)能、使用壽命長、發(fā)光效率高等優(yōu)點，因而被廣泛運用于各領域中，近年來更逐漸取代成為一般日光燈管之光源。目前市面上現(xiàn)有的LED等發(fā)光組件燈管結構多半采用于透明管體內設置LED等發(fā)光組件模塊的方式，且燈管之插接頭亦采用習知日光燈管的插接 頭設計。由于現(xiàn)有建筑物所配設的日光燈燈具為傳統(tǒng)日光燈燈具，其電路系配置傳統(tǒng)的電子式安定器，用以產生高頻諧振頻率以及提供足夠高的啟動電壓。然而，當一般日光燈燈具直接接上LED燈管時，諧振所造成的高啟動電壓會導致該LED等發(fā)光組件崩潰及燒毀之現(xiàn)象產生，因此無法直接將LED等發(fā)光組件燈管安裝于配置傳統(tǒng)電子式安定器的傳統(tǒng)日光燈燈具上。若要使用在裝有傳統(tǒng)電子安定器的燈具上，必須先將燈具內的電子安定器移除，并加以重新配置線路后方能使用，此將造成消費者的不便以及推廣節(jié)能、綠能的障礙。故本發(fā)明之發(fā)明人有鑒于發(fā)光組件燈管與一般習知之電子式安定器不匹配之缺失，乃亟思發(fā)明一種發(fā)光組件燈管電路。

發(fā)明內容
本發(fā)明之目的提供一種發(fā)光組件燈管電路，可直接將發(fā)光組件燈管安裝于具有電子安定器之傳統(tǒng)日光燈燈座上。此傳統(tǒng)日光燈燈座具有一第一燈管接點與一第二燈管接點。本發(fā)明之發(fā)光組件燈管電路包括一電容、一整流單元、一限電流單元以及一發(fā)光組件。該電容連接于第一燈管接點與第二燈管接點之間，藉此改變該電子式安定器的諧振電路之諧振頻率，使電子安定器無法產生高頻諧振；
該整流單元系與該電容連接，用以將該電子式安定器輸出的弦波電壓整流為直流電壓，輸出符合發(fā)光組件燈管之額定操作電壓；
該限電流單元連接該整流單元，并根據該直流電壓對應產生一直流電流，以驅動該發(fā)光組件，使該發(fā)光組件對應產生一照明光源。藉由本發(fā)明可直接將發(fā)光組件燈管安裝于傳統(tǒng)日光燈之燈座上，與電子式安定器結合使用，而無須額外購置符合新型發(fā)光組件燈管安規(guī)之燈具、或拆除電子式安定器或重新配置匹配線路，即可使用本發(fā)明一種發(fā)光組件燈管電路的發(fā)光組件燈管。


圖1為習知之串聯(lián)共振電子式安定器電路架構示意圖。圖2為本發(fā)明之第一較佳實施例示意圖。
圖3為串聯(lián)共振電路之頻率與電壓關系圖。圖4a為本發(fā)明之限電流單元第一實施例示意圖。

圖4b為本發(fā)明之限電流單元第二實施例示意圖。圖4c為本發(fā)明之限電流單元第三實施例示意圖。圖4d為本發(fā)明之限電流單元第四實施例示意圖。
具體實施例方式為充分了解本發(fā)明之目的、特征及功效，茲藉由下述具體之實施例，并配合所附之圖式，對本發(fā)明作一詳細說明，說明如后
請參考圖1，為習知之串聯(lián)共振電子式安定器電路示意圖。圖中一交流電源(10)輸出一交流電壓至安定器整流單元(20)，經整流后之直流電壓饋入一功因修正器(30)。其為一直流對直流轉換電路，可因應負載不同功率的需求，控制開關切換的時機，使儲能電路進行能量儲存與釋放，以改變輸入功率與電流波形。經由適當的操作程序，可精確地控制輸出電流的波形及大小，達到功因修正及穩(wěn)壓的功能，目前的技術所發(fā)展出的功因修正電路，工作頻率從數十至數百kHz，可將諧波失真抑制到幾乎不存在，功因也幾近于一，并允許輸入電源和負載在相當大的范圍內變化。該功因修正器(30)輸出之直流電壓饋入一電子式安定器(40)之一共振換流器 (50)，其包括第一 N型金氧半場效晶體管(402)、第二 N型金氧半場效晶體管(404)、換流器第一電容(Cl)以及換流器第二電容(C2)，該第一 N型金氧半場效晶體管(402)與一第一二極管并聯(lián)(406)該第二 N型金氧半場效晶體管(404)與一第二二極管(408)并聯(lián)，該換流器第一電容(Cl)系連接于該第一 N型金氧半場效晶體管(402)之汲極與該換流器第二電容 (C2)之間；該換流器第二電容(C2)系連接于該換流器第一電容(Cl)與該第二 N型金氧半場效晶體管(402)之源極之間。該共振換流器(50)的兩個N型金氧半場效晶體管(402、 404)做為開關之用，由該第一 N型金氧半場效晶體管閘極信號(Vgsl)與該第二 N型金氧半場效晶體管間極信號(Vgs2)交互驅動導通，產生一方波電壓于共振電路上，而該換流器第一電容(Cl)與該換流器第二電容(C2)系具有濾波功能且其電容值極大，可視為定電壓源。該第一 N型金氧半場效晶體管間極信號(Vgsl)與該第二 N型金氧半場效晶體管閘極信號(Vgs2)的責任周期一般都設計為50%對稱，該第一 N型金氧半場效晶體管閘極信號 (Vgsl)與該第二 N型金氧半場效晶體管閘極信號(Vgs2)之間須有一小段很短的怠遲時間(deadtime)，以避免上下兩個開關同時導通，造成短路燒毀。當該第一N型金氧半場效晶體管(402)導通，輸入電壓(Vdc)跨于該第二 N型金氧半場效晶體管(404)兩端；反之，當該第二 N型金氧半場效晶體管(404)導通，輸入電壓(Vdc)跨于該第一 N型金氧半場效晶體管(402)兩端。利用上下兩開關之驅動訊號中怠遲時間(deadtime)，來釋放該換流器第一電容(Cl)與該換流器第二電容(C2)能量，當開關電壓下降至零時再將開關導通，則達到零電壓切換，以提升效率。因此，該共振換流器(50)系用以將該功因修正器(30)輸出之直流電壓經兩個N 型金氧半場效晶體管(402、404)主動開關切換組件轉換成高頻之方波電壓及電流。而該日光燈(416)為電子式安定器(40)之負載，透過該共振換流器(50)主動開關的高頻切換，輸出一高頻電壓作為諧振電路的輸入電源。此處的電感(410)與安定器電容(412)可等效視為前述諧振電路。而此諧振電路主要有兩個功能在該日光燈(416)啟動時，提供日光燈 (416)所需的啟動電壓，以及于該日光燈(416)穩(wěn)態(tài)工作時，提供適當的燈絲電流。一般而言電子式安定器(40)常用之電容值大約為33、7nF，而電感值大約為 0. 2^0. 3mH，根據LC串聯(lián)共振電路之頻率與感抗關系公式(如下所示)計算可得該串聯(lián)共振頻率f約為50kHz，而一般電子式安定器(40)之工作頻率范圍大約為20kHz 70kHz。
Γ π # ιJ =---
1π4 €
請參考圖2，為本發(fā)明之第一較佳實施例示意圖。圖中該電子式安定器(40)的電路及作用原理均與圖1所述相同，在此便不多做贅述。本實施例電路之不同處在于以本發(fā)明發(fā)光組件燈管電路(80)置換該日光燈(416)。本發(fā)明發(fā)光組件燈管電路(80)包括一電容(414)、一整流單元(60)、一限電流單元(70)以及一發(fā)光組件(420)。其中，該電容(414)連接于該電子式安定器(40)燈座的第一燈管接點(422)與第二燈管接點(424)之間，改變該電子式安定器(40)中諧振電路的等效阻抗，進而使得諧振條件不成立。于本實施例中，諧振電路的等效電容可視為該安定器電容(412)并聯(lián)該電容(414)，且該等效電容值大于該安定器電容(412)之值，從而改變該電子式安定器(40)的諧振電路之諧振頻率。如此即可使共振換流器(50)的切換頻率與諧振電路之諧振頻率不同。整流單元(60)系連接于第一燈管接點(422)與第二燈管接點(424)之間，如圖2 中所示之連接關系，整流單元(60)可視為與電容(414)并聯(lián)。整流單元(60)可將該電子式安定器(40)的弦波電壓整流為直流電壓。其中，整流單元(60)可為由復數個二極管所組成的全橋式整流器，且各二極管可為高頻二極管，以承受前述的諧振頻率。限電流單元(70)之限電流單元輸入端(702)系與該整流單元(60)相連接，該限電流單元(70)之限電流單元輸出端(704)系與一發(fā)光組件(420)相連接，該限電流單元 (70)并根據該整流單元(60)輸出之直流電壓對應產生一直流電流。而發(fā)光組件(420)另一端系連接該整流單元(60)，并根據接收之直流電流對應產生一照明光源。其中，發(fā)光組件 (420)可以為有機發(fā)光二極管、發(fā)光二極管或電致發(fā)光組件，且發(fā)光組件(420)的數量可為多個。在此實施例中，由于該電容(414)與該安定器電容(412)為并聯(lián)連結，使得該電子式安定器(40)的等效電容值大于原來的該安定器電容(412)值。根據前述頻率與感抗關系之公式，諧振電路之諧振頻率與原值相比將大幅減小。因此本實施例之發(fā)光組件燈管電路(80)可使共振換流器(50)的切換頻率與諧振頻率不相等，進而使得諧振條件不成立。故可輸出符合該發(fā)光組件(420)之額定操作電壓而不會導致發(fā)光組件(420)崩潰及燒毀之現(xiàn)象產生。請參考圖3，其系為串聯(lián)共振電路之頻率與電壓關系圖。圖中fl系為習知電子式安定器(40)電路諧振頻率，其電路負載為傳統(tǒng)日光燈(416) ；f2為本發(fā)明發(fā)光組件燈管電路并聯(lián)電子式安定器(40)的電路諧振頻率。由于本發(fā)明之發(fā)光組件燈管電路，包括一電容 (414)，且該電容(414)與該電子式安定器(40)電路之該安定器電容(412)為并聯(lián)連結，使得該電子式安定器(40)的該安定器電容(412)值因該電容(414)的并聯(lián)而具有一大于原該安定器電容(412)電容值之等效電容。根據前述頻率與感抗關系之公式，并聯(lián)該電容 (414)后諧振電路之諧振頻率f2與原fl值相比將大幅減小，即如圖中所示f2 < fl，使得本發(fā)明之發(fā)光組件燈管電路(80)共振頻率之操作頻率范圍與習知電子式安定器(40)電路之操作頻率范圍并不重迭。請參考圖4a，其系本發(fā)明發(fā)光組件燈管電路之限電流單元之第一實施例。如圖所示，限電流單元包括一第一晶體管(706)，系具有一第一汲極(D)、一第一間 極(G)及一第一源極(S)，且該第一汲極(D)連接該限電流單元輸入端(702)，該第一間極(G)連接該第一汲極⑶；一第一電阻(710)，系連接于該第一源極⑶與該限電流單元輸出端(704)之間； 以及一第二電阻(712)，系連接于該第一閘極(G)與該限電流單元輸入端(702)之間。該限電流單元輸入端(702)系與該整流單元(60)相連接，該限電流單元輸出端(704)系與該發(fā)光組件(420)相連接。該第一晶體管(706)接收來自整流單元(60)整流后之電壓，使得第一晶體管(706)導通，該源極(S)根據該閘極(G)與源極(S)間的電壓對應輸出一穩(wěn)定的電流(ID)，而該源極(S)所輸出之電流(ID)流經該第一電阻(710)所產生的電壓(VR)，對應控制該第一晶體管(706)之閘極電壓，以達成限電流之作用。請參考圖4 (b)，為本發(fā)明發(fā)光組件燈管電路之限電流單元第二實施例圖，其系包括一第一晶體管(706)，系具有一第一汲極(D)、一第一間極(G)及一第一源極(S)，且該第一汲極(D)連接該限電流單元輸入端(702)，該第一閘極(G)連接一第二電阻(712)；—第一電阻(710)，系連接于該第一源極(S)與該限電流單元輸出端(704)之間；一第二晶體管 (708)，系具有一第二汲極(D)、一第二間極(G)及一第二源極(S)，且該第二汲極(D)連接該第一間極(G)，該第二間極(G)連接該第一源極(S)，該第二源極(S)連接該限電流單元輸出端(704)；—第二電阻(712)，系連接于該第一閘極(G)與該限電流單元輸入端(702) 之間。該限電流單元輸入端(702)系與該整流單元(60)相連接，該限電流單元輸出端(704) 系與該發(fā)光組件(420)相連接。該第二電阻(712)在此視為一電流源，為一連接于一外部電源之電阻，并根據橫跨于該第二電阻(712)之電壓對應輸出一電流，其中，該外部電源系為一經整流之直流電源。該第一晶體管(706)汲極(D)連接于該外部電源，該源極(S)根據該閘極(G)與源極(S)間的電壓對應輸出一穩(wěn)定的電流，該第二晶體管(708)根據橫跨于該第一電阻(710)的電壓來對應控制該第一晶體管(706)的閘極(G)電壓，故該第二晶體管(708)為一壓控晶體管。如相關業(yè)界具有通常技藝人士所知悉，當該外部電源之電壓增加時，該第一晶體管(706)之汲極(D)和源極(S)間所流經的電流亦會增加，以使得該第一晶體管(706)可視為一由該第一晶體管(706)閘極(G)和源極(S)間電壓所控制之線性電阻，因此，當該第一電阻(710)的電壓因電流(ID)增加而增加及該第二晶體管(708)之閘極(G)和源極(S)間電壓相對增加的狀況下，該第二晶體管(708)的內阻會大幅減少，即藉由大幅減少該第一晶體管(706)的閘極(G)電壓來限制該第一晶體管(706)汲極(D)和源極⑶間的電流(ID)大小，以達成限電流之作用。請參考圖4 (C)，為本發(fā)明發(fā)光組件燈管電路之限電流單元第三實施例圖，其系包括一第一晶體管(706)，系具有一第一汲極(D)、一第一間極(G)及一第一源極(S)，且該第一汲極(D)連接該限電流單元輸入端(702)，該第一閘極(G)連接一第二電阻(712)；—第一電阻(710)，系連接于該第一源極(S)與該限電流單元輸出端(704)之間；一第二晶體管(708)，系具有一第二汲極(D)、一第二間極(G)及一第二源極(S)，且該第二汲極(D)連接該第一間極(G)，該第二間極(G)連接該第一源極(S)，該第二源極(S)連接該限電流單元輸出端(704)；—第二電阻(712)，系連接于該第一閘極(G)與該限電流單元輸入端(702) 之間；一第一穩(wěn)壓電容(714)，系與該第一電阻(710)互相并聯(lián)。該限電流單元輸入端(702) 系與該整流單元(60)相連接，該限電流單元輸出端(704)系與該發(fā)光組件(420)相連接。 此實施例中，電路與作用原理均與圖4(b)相同，在此便不再加以贅述。本實施例電路之不同處在于
加入一第一穩(wěn)壓電容(714 )與第一電阻(710)相互并聯(lián)，該第一穩(wěn)壓電容(714)在該第一晶體管(706)導通時能夠儲存電能，因此會提供第一電阻(710) —反向偏壓，而降低第一電阻(710)的跨壓，因此降低該第二晶體管(708)之閘極(G)和源極(S)間電壓，藉此調節(jié)流經第一晶體管(706)之電流大小。請參考圖4(d)，為本發(fā)明發(fā)光組件燈管電路之限電流單元第四實施例圖，其系包括一第一晶體管(706)，系具有一第一汲極(D)、一第一間極(G)及一第一源極(S)，且該第一汲極(D)連接該限電流單元輸入端(702)，該第一閘極(G)連接一第二電阻(712)；—第一電阻(710)，系連接于該第一源極(S)與該限電流單元輸出端(704)之間；一第二晶體管 (708)，系具有一第二汲極(D)、一第二間極(G)及一第二源極(S)，且該第二汲極(D)連接該第一間極(G)，該第二間極(G)連接該第一源極(S)，該第二源極(S)連接該限電流單元輸出端(704)；—第二電阻(712)，系連接于該第一閘極(G)與該限電流單元輸入端(702) 之間；一第一穩(wěn)壓電容(714)，系與該第一電阻(710)互相并聯(lián)；一第二穩(wěn)壓電容(716)，系與該第二電阻(712)互相并聯(lián)。該限電流單元輸入端(702)系與該整流單元(60)相連接， 該限電流單元輸出端(704)系與該發(fā)光組件(420)相連接。此實施例中，電路與作用原理均與圖4(c)相同，在此便不再加以贅述。本實施例電路之不同處在于
加入一第二穩(wěn)壓電容(716)與第二電阻(712)相互并聯(lián)，該第二穩(wěn)壓電容(716)在該第一晶體管(706)導通時能夠儲存電能，因此會提供第二電阻(712) —反向偏壓，而降低第二電阻(712)的跨壓，因此降低該第一晶體管(706)之閘極(G)和汲極⑶間電壓，藉此調節(jié)流經第二晶體管(708)之電流大小。本發(fā)明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用于描繪本發(fā)明，而不應解讀為限制本發(fā)明之范圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋于本發(fā)明之范疇內。因此，本發(fā)明之保護范圍當以下文之申請專利范圍所界定者為準。
權利要求
1.一種發(fā)光組件燈管電路，適用于具有一電子式安定器之一燈座，且該燈座具有一第一燈管接點與一第二燈管接點，其特征在于該發(fā)光組件燈管電路包含一電容，連接于該第一燈管接點與該第二燈管接點之間；一整流單元，分別連接該第一燈管接點與該第二燈管接點，該整流單元系接收該燈座傳輸之一交流電壓，并整流該交流電壓成一直流電壓；一限電流單元，連接該整流單元，并根據該直流電壓對應產生一直流電流；以及一發(fā)光組件，連接于該限電流單元與該整流單元之間，并且根據所接收之該直流電流對應產生一照明光源。
2.根據權利要求1所述的發(fā)光組件燈管電路，其特征在于該整流單元系為橋式整流器，且該橋式整流器系包含復數個高頻二極管。
3.根據權利要求1所述的發(fā)光組件燈管電路，其特征在于該限電流單元包含一第一晶體管，具有一第一汲極、一第一間極及一第一源極，且該第一汲極連接該整流單元，該第一間極連接該第一汲極；一第一電阻，連接于該第一源極與該發(fā)光組件之間；以及一第二電阻，連接于該第一閘極與該整流單元之間。
4.根據權利要求3所述的發(fā)光組件燈管電路，其特征在于該限電流單元更包含 一第二晶體管，具有一第二汲極、一第二間極及一第二源極，且該第二汲極連接該第一閘極，該第二間極連接該第一源極，該第二源極連接該發(fā)光組件。
5.根據權利要求4所述的發(fā)光組件燈管電路，其特征在于更包含一第一穩(wěn)壓電容連接于該第一源極與該發(fā)光組件之間。
6.根據權利要求5所述的發(fā)光組件燈管電路，其特征在于更包含一第二穩(wěn)壓電容連接于該第一閘極與該整流單元之間。
7.根據權利要求1所述的發(fā)光組件燈管電路，其特征在于該發(fā)光組件系為有機發(fā)光二極管、發(fā)光二極管或電致發(fā)光組件。
8.根據權利要求1所述的發(fā)光組件燈管電路，其特征在于該發(fā)光組件數量為多個。
全文摘要
一種發(fā)光組件燈管電路，包括一電容、一整流單元、一限電流單元以及一發(fā)光組件。其中，該電容與具有電子安定器之燈座所提供之兩端點連接，以改變電子式安定器內諧振電路的諧振頻率；該整流單元與該電容連接，系用以將弦波電壓整流為直流電壓；該限電流單元，系連接該整流單元，并根據該直流電壓輸出一對應直流電流；以及一發(fā)光組件，系連接該限電流單元，另一端連接于該整流單元，系用以產生一照明光源。藉本發(fā)明，消費者無須變更傳統(tǒng)日光燈具之燈座配線，即可直接將本發(fā)明之該發(fā)光組件燈管安裝于該傳統(tǒng)日光燈具之燈座上。
文檔編號F21V23/00GK102159001SQ20101060099
公開日2011年8月17日 申請日期2010年12月23日 優(yōu)先權日2010年11月8日
發(fā)明者潘建男, 趙大瑋, 遇中宏 申請人:連展科技(深圳)有限公司