無起火和電擊危險的具有電壓感測機(jī)構(gòu)的線性固態(tài)照明的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于線性發(fā)光二極管的固態(tài)燈，其使用新的電壓感測機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)，且在單端和雙端燈具中均可正常工作。電壓感測機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)自動檢測燈具中的電源結(jié)構(gòu)并進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓芾?，使得線性LED燈可在任何燈具中使用，而沒有操作不確定性或起火風(fēng)險。當(dāng)與兩端的兩個燈頭上的電擊保護(hù)開關(guān)一起使用時，本發(fā)明的通用燈完全保護(hù)人在初始安裝和更換燈期間免遭可能的電擊。
【專利說明】無起火和電擊危險的具有電壓感測機(jī)構(gòu)的線性固態(tài)照明

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及線性發(fā)光二極管(LED)燈，其采用新的電壓感測和控制機(jī)構(gòu)因而可與任何單端或雙端線性燈具一起使用。本發(fā)明尤其涉及通用、無電擊和起火風(fēng)險、具有電擊保護(hù)機(jī)構(gòu)的線性LED管形燈。

【背景技術(shù)】
[0002]源于半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)的固態(tài)照明迄今在一般照明應(yīng)用領(lǐng)域已受到大量關(guān)注。由于其相較傳統(tǒng)的白熾燈泡和熒光燈管更節(jié)能、更保護(hù)環(huán)境(不使用危險物料)、效率更高、尺寸更小及壽命更長的潛力，基于LED的固態(tài)照明將在不久成為一般照明的主流。同時，隨著LED技術(shù)的發(fā)展，在全球范圍內(nèi)能量效率和清潔技術(shù)的驅(qū)動下，越來越多的家庭和組織將采用LED照明用于其照明應(yīng)用。在該趨勢下，對潛在安全的擔(dān)心如電擊和起火風(fēng)險變得尤為重要，因此值得加以探討并解決。
[0003]在線性LED管形(LLT)燈代替現(xiàn)有熒光燈管的更新應(yīng)用中，必須去除起動器或鎮(zhèn)流器，因?yàn)長LT燈在維持連續(xù)照明之前不需要高電壓來電離填充氣體的熒光燈管內(nèi)的氣體。在AC電源如110、220和277VAC情形下工作的LLT燈具有一個與產(chǎn)品安全有關(guān)并需要在廣泛部署之前解決的結(jié)構(gòu)問題。該類LLT燈總是不能通過安全測試，其測量通過燈泄漏的電流。由于AC電源的火線和中性線在連接時接到燈管的兩端，從一端到另一端的電流泄漏的測量始終導(dǎo)致可觀的電流，這存在在更換燈管期間遭受電擊的風(fēng)險。由于對在現(xiàn)有熒光燈管燈具中更換LLT燈的人存在潛在電擊風(fēng)險,Underwriters Laboratories (UL)使用其UL935標(biāo)準(zhǔn)(更換燈期間(通過燈)的電擊風(fēng)險)進(jìn)行電流泄漏測試并確定受測試的LLT燈是否滿足消費(fèi)者安全要求。
[0004]設(shè)備如烤面包片機(jī)和具有外露加熱絲的其它設(shè)備存在同樣類型的危險。當(dāng)火線和中性線顛倒時，即使電源開關(guān)“關(guān)閉”，加熱絲可保持帶電。另一例子為旋入式白熾燈泡。隨著火線和中性線顛倒，燈座的旋入螺紋保持通電。這些狀況在壁后接線或燈座連接因某種原因而發(fā)生火線和中性線互換時出現(xiàn)，即使為安全起見設(shè)計(jì)極化插座和插頭也可能出現(xiàn)這些狀況。消費(fèi)者之所以可廣泛使用具有加熱絲的設(shè)備及旋入式照明燈而不用擔(dān)心電擊危險，其原因在于這些設(shè)備和燈具有某些類型的保護(hù)。這些設(shè)備具有保護(hù)網(wǎng)以防止消費(fèi)者接觸加熱絲，即使在加熱絲處于冷卻狀態(tài)時也不行。旋入式照明燈燈座具有兩個電觸點(diǎn)，火線和中性線接近，位于燈具凹處中。當(dāng)將白熾燈泡旋入燈座時，幾乎不存在電擊風(fēng)險。
[0005]如上所述，在沒有保護(hù)的情形下，LLT燈將出現(xiàn)電擊危險。LLT燈至少兩英尺長，很難將LLT燈兩端處的雙插針同時插入燈具兩側(cè)的兩個插座內(nèi)。對于LLT燈制造商而言，保護(hù)消費(fèi)者在更換燈期間免遭可能的電擊具有高度優(yōu)先性，無論制造商在其安裝操作指南中怎樣指導(dǎo)消費(fèi)者安裝LLT燈，制造商均需要提供嚴(yán)格滿足最小泄漏電流要求的基本保護(hù)設(shè)計(jì)并防止用戶在實(shí)際使用時遭受任何可能的電擊。
[0006]參考圖1和2，常規(guī)的LLT燈100包括長度遠(yuǎn)大于其25_32mm直徑的殼體110、位于殼體I1的兩端并分別具有雙插針180和190的兩個端蓋120和130、安裝在印刷電路板(PCB) 150上的LED陣列140、及LED驅(qū)動器160，該驅(qū)動器用于通過電觸頭142及雙插針180和190從AC電源接收電能、在適當(dāng)電流的同時產(chǎn)生適當(dāng)DC電壓、及將其提供給LED陣列140以使得PCB150上的LED170可發(fā)光。兩個端蓋120和130上的雙插針180和190通過縱向位于現(xiàn)有熒光燈管燈具中的兩個電插座而電連接到AC電源，如110V、220V或277VAC電源，同時燈具中的兩個插座分別電連接到AC電源的火線和中性線。這也稱為“雙端”結(jié)構(gòu)。
[0007]當(dāng)一消費(fèi)者要用LLT燈100替換熒光燈管時，需將LLT燈100的一端的雙插針180插入燈具中的兩個電插座之一內(nèi)，然后將LLT燈100的另一端的另一雙插針190插入燈具的另一電插座內(nèi)。當(dāng)AC電源通過一插座施加到雙插針180時,另一端的另一雙插針190尚未位于燈具的另一插座中，由于沒有電流通過LED驅(qū)動器160流到中性線，LLT燈100和LED驅(qū)動器160不工作。然而，內(nèi)部電子電路帶電。這時，如果替換LLT燈100的人接觸外露、通電的雙插針190，由于電流通過其身體流到大地，他或她將遭受電擊，即存在電擊危險。
[0008]幾乎目前市場上可獲得的所有LLT燈均沒有任何針對前述電擊的保護(hù)。根據(jù)替換燈管的人是否首先將雙插針插入到AC電源的火線，受到電擊的概率為50%。如果他或她首先將雙插針180或190插入到AC電源的中性線，則LLT燈100不工作同時內(nèi)部電路不帶電，即沒有電擊危險。LLT燈供應(yīng)商在試圖降低更換燈期間的電擊風(fēng)險時可能想要僅在LLT燈的一端采用單一保護(hù)。然而，這樣的單一保護(hù)方法不能完全消除電擊風(fēng)險的可能性。只要電擊風(fēng)險存在，消費(fèi)者產(chǎn)品安全仍為最重要的問題。
[0009]一種容易的降低電擊風(fēng)險的解決方案是僅將LLT燈兩端的兩雙插針之一電連接到AC電源，而保留LLT燈的另一端的另一仿真雙插針絕緣，即所謂的“單端”結(jié)構(gòu)。這樣，AC電源的火線和中性線通過單端雙插針接入LLT燈，雙插針中的一個用于“火線”(下面記為L)，而另一個用于“中性線”(下面記為N)。另一端處的電絕緣的仿真雙插針僅用作燈座以將LLT燈機(jī)械支撐在燈具中。然而，在該情形下，為使能使用前述LLT燈，現(xiàn)有燈具的更新和重新接線可能涉及替換燈具中的兩個電插座并需要長得多的時間來完成重新接線，因?yàn)槌Ｒ?guī)熒光燈管為雙端結(jié)構(gòu)，其燈具和燈座插座均按雙端方式進(jìn)行接線。新插座、重新接線及安裝成本對消費(fèi)者而言太高以至于更換常規(guī)熒光燈管不經(jīng)濟(jì)。因此，一些制造商已通過用導(dǎo)體內(nèi)部連接兩個插針而改進(jìn)仿真雙插針。目的在于將雙端燈具/接線轉(zhuǎn)換為單端結(jié)構(gòu)，使得單端LLT燈可用在雙端燈具/接線中，如圖3中所示，無論LLT燈的有效端位于燈具的左側(cè)還是右側(cè)。
[0010]在圖3中，AC電源從LLT燈101的兩端向燈座311和312中的雙插針插座供應(yīng)電壓，即雙端結(jié)構(gòu)。然而，LLT燈101內(nèi)部連接為單端結(jié)構(gòu)，因?yàn)殡p插針的兩個插針181和182位于一端處，驅(qū)動器400從其接收電能以對LED陣列214供電。燈座311和312的插座中的導(dǎo)體255用于通過示為圓點(diǎn)的電觸頭將雙插針連接到AC電源。在所有附圖中，“圓點(diǎn)”將用于指電觸頭。為從雙端燈具的兩端接收電能以使前述單端LLT燈可在雙端燈具中使用，制造商用燈內(nèi)的導(dǎo)體251使一端的雙插針的兩個插針183和184互連，使得電流可流過插針183、導(dǎo)體251、插針184、及電線252進(jìn)而流到另一端的插針182。該改動看上去使LLT燈能用在雙端燈具中并能夠通過UL泄漏電流測試。但其也引入了電擊和起火危險。可以想象如果消費(fèi)者將電短路的端插入到在雙插針插座上具有L和N連接的真正單端燈具時其后果將如何。這肯定將使雙插針上的連接燒毀，可能引起火災(zāi)，并使斷路器跳閘。由于這種改動的LLT燈與現(xiàn)有熒光燈管燈具一起使用時存在可能的電擊和起火風(fēng)險，UL要求燈頭雙插針僅用于機(jī)械支撐，而不被互連或連接到燈頭的不導(dǎo)電金屬部分。此外，如果制造商想要其產(chǎn)品通過UL認(rèn)證，前述單端LLT燈應(yīng)滿足UL的燈插針絕緣測試的要求，確保沒有起火跡象或電擊風(fēng)險。
[0011]雙端燈也存在類似的危險。線性LED照明市場上有許多雙端燈沒有電擊保護(hù)機(jī)構(gòu)。如上所述，這樣的燈將永遠(yuǎn)不能通過UL泄漏電流測試并在更換燈期間存在電擊風(fēng)險。更嚴(yán)重地，制造商將這樣的不符合UL標(biāo)準(zhǔn)的LLT燈使其雙插針內(nèi)部連接。在圖4中，驅(qū)動器400從LLT燈102的兩端的燈座313和314中的兩雙插針插座接收電能以對LED陣列214進(jìn)行供電，即雙端結(jié)構(gòu)。一端的兩個插針181和182用導(dǎo)體253內(nèi)部互連。類似地，另一端的兩個插針183和184用導(dǎo)體254內(nèi)部互連。在該情形下，只要雙插針插座中的任一電觸頭有電，LLT燈可工作。制造商進(jìn)行這種改動意在使消費(fèi)者更容易更新其線性燈具，而沒有考慮上面結(jié)合單端LLT燈提及的、在雙插針中的任一個插入具有單端接線的單端燈具中的帶電插座中時可能出現(xiàn)的危險。此外，由于LLT燈具有非常長的使用壽命，不了解單端和雙端結(jié)構(gòu)的消費(fèi)者可能在幾年后在原始安裝/接線操作指南找不到的情形下試圖將其LLT燈安裝在具有未知接線結(jié)構(gòu)的另一燈具中。在該情形下，存在起火和電擊危險。
[0012]在2012年4月3日授予的美國專利8，147,091中，在雙端LLT燈中使用雙電擊保護(hù)開關(guān)以隔離其LED驅(qū)動器，使得沒有危險地消除從帶電雙插針通過LED驅(qū)動器流到外露雙插針的泄漏電流。圖5和6示出了具有前述電擊保護(hù)開關(guān)的LLT燈。LLT燈200具有殼體201 ;兩個燈頭260和360，殼體201的每一端各一個；分別在兩個燈頭260和360中的電擊保護(hù)開關(guān)210和310的兩個啟動機(jī)構(gòu)240和340 ；LED驅(qū)動器400 '及LED PCB205上的LED 陣列 214。
[0013]圖6為具有保護(hù)開關(guān)210和310的LLT燈200的框圖。電擊保護(hù)開關(guān)210包括兩個電觸頭220、221及一個啟動機(jī)構(gòu)240。類似地，電擊保護(hù)開關(guān)310包括兩個電觸頭320、321及一個啟動機(jī)構(gòu)340。保護(hù)開關(guān)210中的電觸頭220電連接到雙插針250，其連接到AC電源的L線；另一觸頭221連接到LED驅(qū)動器400的輸入270之一。類似地，保護(hù)開關(guān)310中的電觸頭320電連接到雙插針350，其連接到AC電源的N線；另一觸頭321連接到LED驅(qū)動器400的另一輸入370。開關(guān)在正常情形下斷開。只有在啟動后開關(guān)才“接通”使得它們將AC電源連接到LED驅(qū)動器400進(jìn)而對LED陣列214進(jìn)行供電。用作AC電源和LED驅(qū)動器400之間的門控制器，保護(hù)開關(guān)210和310將AC電源的火線和中線分別連接到驅(qū)動器400的兩個輸入270和370。如果僅在一燈頭260處使用一個電擊保護(hù)開關(guān)210，及如果該端的雙插針250碰巧首先插入到燈具一端的帶電插座中，則出現(xiàn)電擊危險，因?yàn)殡姄舯Ｗo(hù)開關(guān)210在雙插針250位于插座中時已經(jīng)使AC電源電連接到LLT燈內(nèi)的驅(qū)動器400。盡管LLT燈200在此時不工作，但LED驅(qū)動器400帶電。在LLT燈200的另一端沒有電擊保護(hù)開關(guān)310的情形下，驅(qū)動器輸入370直接連接到LLT燈200的另一端處的雙插針350。這存在電擊危險。然而，如果根據(jù)該申請使用電擊保護(hù)開關(guān)310，到大地的電流將被持續(xù)中斷直到雙插針350插入到另一插座中為止，及保護(hù)開關(guān)310啟動。在LLT燈管兩端分別設(shè)置一電擊保護(hù)開關(guān)消除了將LLT燈安裝在現(xiàn)有熒光燈管燈具中的人發(fā)生電擊危險的可能性。
[0014]雙端LLT燈中使用的雙電擊保護(hù)開關(guān)可用于隔離其LED驅(qū)動器，使得沒有危險地消除從帶電雙插針通過驅(qū)動器流到外露雙插針的泄漏電流。然而，這樣的燈行不通，因?yàn)樵谂c單端燈具一起使用時沒有電能提供給驅(qū)動器。甚至更糟的是，當(dāng)雙端LLT燈的兩端中的任一端上的雙插針的兩個相鄰插針異常互連時，燈存在起火危險，如上所述。然而，在本發(fā)明中，雙電擊保護(hù)開關(guān)用在通用單端或雙端LLT燈中以隔離其電壓感測機(jī)構(gòu)，使得從帶電雙插針通過電壓感測機(jī)構(gòu)流到外露雙插針的泄漏電流無危險地中斷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明提供一種基于線性發(fā)光二極管(LED)的固態(tài)裝置，包括用作散熱器的殼體、LED驅(qū)動器、具有安排為LED陣列的多個LED的LED印刷電路板(PCB)、透鏡、電壓感測機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)，用于替換更新或新制單端或雙端燈具中的熒光燈管。前述LLT燈中的電壓感測機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)可檢測燈具中的電源結(jié)構(gòu)并進(jìn)行適當(dāng)和必要的管理，使得LLT燈可操作于單端或雙端接線燈具，而沒有操作不確定性或起火風(fēng)險。這些機(jī)構(gòu)在與LLT燈的兩端上的電擊保護(hù)開關(guān)一起使用時可對AC電源的火線和中性線進(jìn)行緩沖以電連接到用于對LED陣列供電的LED驅(qū)動器的兩個輸入。因此，在初始安裝或更換燈期間，將沒有線電壓或泄漏電流可能出現(xiàn)在外露雙插針處或流過該雙插針，因而完全消除起火和電擊的風(fēng)險。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為常規(guī)LLT燈的圖示。
[0017]圖2為常規(guī)LLT燈的框圖。
[0018]圖3為具有電短路端的單端LLT燈安裝在雙端燈具燈座中的圖示。
[0019]圖4為具有兩個電短路端的雙端LLT燈安裝在雙端燈具燈座中的圖示。
[0020]圖5為具有電擊保護(hù)開關(guān)的LLT燈的圖示。
[0021]圖6為具有電擊保護(hù)開關(guān)的LLT燈的框圖。
[0022]圖7為根據(jù)本發(fā)明的其內(nèi)采用電擊保護(hù)開關(guān)、電壓感測機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)的LLT燈的圖示。
[0023]圖8為根據(jù)本發(fā)明的LLT燈的框圖，其中該燈安裝在雙端燈具燈座中。
[0024]圖9為根據(jù)本發(fā)明的LLT燈的框圖，其中該燈安裝在單端燈具燈座中。
[0025]圖10為用在本發(fā)明中的具有電擊保護(hù)開關(guān)的電壓感測機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)的優(yōu)選實(shí)施例。

【具體實(shí)施方式】
[0026]用于替代線性熒光燈管的LLT燈中電源連接的誤用是目前起火和電擊危險的主要原因，其中LLT燈錯誤地連接到電源，燈頭或錯誤地插入到燈座中或插入到不用于該燈的燈座中，或者燈連接到不具有與該燈結(jié)構(gòu)匹配的電源連接的燈座。所有這些誤用均可導(dǎo)致起火和電擊危險。
[0027]為了完全消除這些危險，制造商需要確保起初在單端或雙端LLT燈中沒有電短路端。對于雙端LLT燈，LLT燈的兩端上的雙保護(hù)開關(guān)必須要使用。對于單端LLT燈，消費(fèi)者可能發(fā)現(xiàn)它們很難使用，因?yàn)?，由于燈可能連接到?jīng)]有電影連接的燈座，LLT燈存在在安裝后不能照亮的可能。在該情形下，消費(fèi)者需要卸下該燈并且換一端進(jìn)行重新安裝以看該燈是否可工作。而線性燈具可能為單端或雙端接線，線性燈可能以類似方式進(jìn)行內(nèi)部配置。然而，燈和燈具的任何不兼容的組合導(dǎo)致操作失敗。這些類型的操作不確定性、不方便及可能的危險可嚴(yán)重影響消費(fèi)者采用LLT燈的意愿。
[0028]為了消費(fèi)者安全和方便，需要一種通用LLT，其在發(fā)生上面提及的誤用時，無論為更新燈具換代而初始安裝期間還是更換燈期間，在安裝在單端或雙端線性燈具中時均沒有操作不確定性和危險。從消費(fèi)者的角度，通用LLT燈是絕對必要的，不僅保護(hù)消費(fèi)者，而且有助于簡化制作工藝及庫存。
[0029]在本發(fā)明中，電壓感測機(jī)構(gòu)、控制結(jié)構(gòu)和雙電擊保護(hù)開關(guān)包括在通用LLT燈內(nèi)使得其可與單端或雙端線性燈具一起使用。此外，由于從帶電雙插針通過電壓感測機(jī)構(gòu)流到外露雙插針的泄漏電流被雙電擊保護(hù)開關(guān)中斷，該通用LLT燈無起火和電擊危險。這不同于美國專利8，147，091中采用的燈，因?yàn)槠鋬H可用在雙端燈具中。雖然本發(fā)明中使用的燈在從端蓋凸出的開關(guān)啟動機(jī)構(gòu)方面具有類似該專利的外觀，但燈內(nèi)部使用的開關(guān)并不相同。
[0030]圖7-9示出了根據(jù)本發(fā)明的LLT燈。該通用LLT燈300具有殼體601 ;兩個燈頭660和760,殼體601的每一端各一個；分別位于兩個燈頭660和760中的電擊保護(hù)開關(guān)610和710的兩個啟動機(jī)構(gòu)640和740 ;電壓感測機(jī)構(gòu)VS1、VS2和VS3 ;控制機(jī)構(gòu)500 ；LED驅(qū)動器 400 ;及 LED PCB205 上的 LED 陣列 214。
[0031 ] 圖8為根據(jù)本發(fā)明的LLT燈的框圖，其中該燈安裝在雙端燈具燈座中。燈頭660和760分別使用雙插針250和350將AC電源通過正常情形下處于“斷開”狀態(tài)的保護(hù)開關(guān)610和710、電壓感測機(jī)構(gòu)VS1、VS2和VS3、及控制機(jī)構(gòu)500連接到LED驅(qū)動器400。當(dāng)啟動時(壓進(jìn)、扭開等)，啟動機(jī)構(gòu)640和740分別啟動保護(hù)開關(guān)610和710并接通AC電源和電壓感測機(jī)構(gòu)之間的連接，電壓感測機(jī)構(gòu)包括三個電壓感測裝置VS1、VS2和VS3，其中VSl和VS3為兩個端電壓感測裝置，及VS2為中間電壓感測裝置。圖8中的粗線表示L和N線及控制信號通路，圖9中也是如此。當(dāng)任一電壓感測裝置VS1、VS2和VS3檢測到在其兩個輸入之間存在預(yù)定閾值電壓時，其將發(fā)送控制信號給控制機(jī)構(gòu)500，控制機(jī)構(gòu)進(jìn)而將AC電源從電壓感測裝置VS1、VS2和VS3中檢測到預(yù)定閾值電壓的那一電壓感測裝置連接到LED驅(qū)動器400。在圖8中，燈具燈座插座連接為雙端結(jié)構(gòu)。燈頭660處的保護(hù)開關(guān)610屬于雙刀單擲類型，其由一個啟動機(jī)構(gòu)640和兩組電觸頭401、402和403、404組成，電觸頭401和403個別連接到雙插針250的兩個插針。類似地，另一燈頭760處的電擊保護(hù)開關(guān)710包括一個啟動機(jī)構(gòu)740和兩組電觸頭405、406和407、408，電觸頭405和407個別連接到雙插針350的兩個插針。三個電壓感測裝置VS1、VS2和VS3分別用在電觸頭402和404、402和406、及406和408之間。
[0032]當(dāng)有人試圖按圖8中所示將通用LLT燈300安裝在雙端燈具中時，他或她需要例如首先將燈頭660插入到燈具燈座810內(nèi)。啟動機(jī)構(gòu)640被啟動以接通電擊保護(hù)開關(guān)610上的兩組電觸頭。電壓感測裝置VSl感測其兩個輸入即電觸頭402和404之間是否存在電壓。由于燈具燈座插座按雙端方式連接，電觸頭402和404具有相同的電勢，沒有控制信號發(fā)送給控制機(jī)構(gòu)500，因而沒有電能傳給LED。此時，由于燈頭760尚未插入燈座820內(nèi)，啟動機(jī)構(gòu)740未被啟動。這樣，電擊保護(hù)開關(guān)710保持“斷開”，使到外露雙插針350的內(nèi)部電路斷開連接，因而不可能有泄漏電流流動，即沒有電擊危險。當(dāng)進(jìn)行安裝的人進(jìn)一步將燈頭760插入到燈座820內(nèi)時，啟動機(jī)構(gòu)740被啟動，其接通保護(hù)開關(guān)710進(jìn)而將雙插針350連接到電觸頭406和408。再次強(qiáng)調(diào)，由于燈具燈座插座按雙端方式連接，電壓感測裝置VS3在其兩個輸入即電觸頭406和408之間感測不到電壓，因而不向控制機(jī)構(gòu)500發(fā)送控制信號。然而，當(dāng)保護(hù)開關(guān)710 “接通”時，電壓感測裝置VS2變得帶電，其可感測在其兩個輸入即電觸頭402和406之間是否存在電壓。在該情形下，電壓感測裝置VS2在電觸頭402和406之間感測預(yù)定閾值電壓，然后向控制機(jī)構(gòu)500發(fā)送控制信號，其接通AC電源連接進(jìn)而通過電觸頭501和502對驅(qū)動器400供電并照亮LED陣列214。
[0033]圖9為根據(jù)本發(fā)明的LLT燈的框圖，其中該燈安裝在單端燈具插座中。當(dāng)有人試圖將通用LLT燈300安裝在單端燈具中時，他或她例如首先將燈頭660插入到燈具燈座910內(nèi)。如上所述，啟動機(jī)構(gòu)640被啟動以接通電擊保護(hù)開關(guān)610上的兩組電觸頭。電壓感測裝置VSl感測其連接的電觸頭402和404之間是否存在電壓。如果燈具燈座910的插座連接到AC電源，電壓感測裝置VSl感測到在電觸頭402和404之間存在預(yù)定閾值電壓，并向控制機(jī)構(gòu)500發(fā)送控制信號，其接通AC電源連接進(jìn)而通過電觸頭501和502對驅(qū)動器400供電并照亮LED陣列214。另一方面，如果燈具燈座920而不是燈座910的插座連接到AC電源，在電觸頭402和404之間不存在電壓，因而沒有控制信號發(fā)送給控制機(jī)構(gòu)500。當(dāng)進(jìn)行安裝的人進(jìn)一步將燈頭760插入到燈座920內(nèi)時，啟動機(jī)構(gòu)740被啟動，其接通保護(hù)開關(guān)710進(jìn)而將雙插針350連接到電觸頭406和408。因而，電壓感測裝置VS3在電觸頭406和408之間感測預(yù)定閾值電壓，并向控制機(jī)構(gòu)500發(fā)送控制信號，其接通AC電源連接進(jìn)而通過電觸頭501和502對驅(qū)動器400供電并照亮LED陣列214。同時，當(dāng)保護(hù)開關(guān)710 “接通”時，電壓感測裝置VS2在電觸頭402和406之間感測不到電壓，因而不向控制機(jī)構(gòu)500發(fā)送控制信號。因此，該通用LLT燈中采用的電壓感測機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)和電擊保護(hù)機(jī)構(gòu)可與單端和雙端燈具中的任一燈具一起使用，而沒有操作不確定性及起火和電擊危險。
[0034]為圖示目的，電擊保護(hù)開關(guān)610和710均屬于接觸類型，其可以是彈簧開關(guān)、按鈕開關(guān)、微動開關(guān)或旋轉(zhuǎn)開關(guān)。實(shí)際上，電擊保護(hù)開關(guān)可以是非接觸類型，如基于機(jī)電、電磁、光、光電、光纖、紅外或無線的開關(guān)。此外非接觸電擊保護(hù)開關(guān)可以是感測類型，具有高達(dá)8mm的接近控制或感測范圍。
[0035]圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的具有電擊保護(hù)開關(guān)的電壓感測機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)的優(yōu)選實(shí)施例。在該實(shí)施例中，圖8和圖9中所示的電壓感測機(jī)構(gòu)VS1、VS2和VS3及控制機(jī)構(gòu)500實(shí)施為三個繼電器503、504和505。每一繼電器包括作為電壓感測裝置的線圈及開關(guān)?？刂茩C(jī)構(gòu)500對應(yīng)于三個開關(guān)506、507和508，分別由電壓感測裝置VS1、VS2和VS3啟動。在圖10中，繼電器503包括作為電壓感測裝置VSl的線圈及開關(guān)506，開關(guān)506具有兩組電觸頭1001、1002和1003、1004，即雙刀單擲類型。線圈繞軟鐵芯卷繞，其中當(dāng)預(yù)定的閾值電壓施加到線圈上或適當(dāng)?shù)碾娏魍ㄟ^線圈時，線圈產(chǎn)生磁場，其通過啟動分別接通電觸頭1001、1002和1003、1004的機(jī)構(gòu)而啟動開關(guān)506。類似地，繼電器504包括作為電壓感測裝置VS2的線圈及開關(guān)507，開關(guān)507具有兩組電觸頭1005、1006和1007、1008。繼電器505包括作為電壓感測裝置VS3的線圈及開關(guān)508，開關(guān)508具有兩組電觸頭1009、1010和1011、1012。對于每一繼電器503、504和505，每組電觸頭中的一個電觸頭連接到相應(yīng)線圈的兩個輸入之一，及另一電觸頭連接到LED驅(qū)動器400的輸入501和502之一。
[0036]串聯(lián)連接的三個電壓感測裝置VS1、VS2和VS3分別連接到電觸頭404和402、402和406、及406和408，其中電觸頭404和402及406和408分別為電擊保護(hù)開關(guān)610和710的一部分。當(dāng)電擊保護(hù)開關(guān)610上的啟動機(jī)構(gòu)640啟動時，電觸頭403和401分別連接到電觸頭404和402。類似地，當(dāng)電擊保護(hù)開關(guān)710上的啟動機(jī)構(gòu)740啟動時，電觸頭405和407分別連接到電觸頭406和408。電擊保護(hù)開關(guān)610和710均必需以防止泄漏電流流動。例如，如果燈頭760沒有電擊保護(hù)開關(guān)710，則泄漏電流可從電觸頭401和402通過VS2和VS3流到電觸頭405和407，其連接到外露雙插針350，如果電觸頭401連接到AC電源的L，及燈頭760尚未插入到燈具燈座內(nèi)。
[0037]當(dāng)圖8和9中所示的燈頭660和760插入到燈具燈座插座810和820 (圖8)或910和920(圖9)內(nèi)時，所有電壓感測裝置VS1、VS2和VS3均工作，但其中一個且只有一個在其兩個輸入之間檢測到電壓。施加到線圈503、504或505上的預(yù)定閾值電壓將產(chǎn)生足以啟動繼電器中的開關(guān)以連接相應(yīng)電觸頭的磁場。另一方面，如果低于預(yù)定閾值電壓的電壓施加到線圈，所產(chǎn)生的磁場將太弱從而不能啟動繼電器中的開關(guān)因而不能連接相應(yīng)的電觸頭。當(dāng)電壓感測裝置VSl檢測到來自AC電源的預(yù)定閾值電壓時，繼電器503工作使得兩組電觸頭1001、1002和1003、1004分別電連接。因而，AC電源連接到LED驅(qū)動器400，其進(jìn)而對LED陣列214加電。類似地，對于VS2和VS3，當(dāng)它們檢測到來自AC電源的預(yù)定閾值電壓時，繼電器504和505工作，使得相應(yīng)組的電觸頭1005、1006和1007、1008及1009、1010和1011,1012分別連接。繼電器503、504和505中的開關(guān)506,507和508構(gòu)成控制機(jī)構(gòu)，其將AC電源從三個電壓感測裝置VSl、VS2和VS3之一連接到LED驅(qū)動器400以對LED陣列214加電。該實(shí)施例具有簡單且采用無源器件的優(yōu)點(diǎn)，無需預(yù)先加電即可運(yùn)行。因而，很容易實(shí)施。
[0038]盡管上面的實(shí)施例使用電磁繼電器實(shí)施電壓感測機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)，但它們也可為固態(tài)類型，無需活動件來執(zhí)行控制信號控制的開關(guān)功能。電壓感測機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)可以是非繼電器類型，通過專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程邏輯門陣列(FPGA)或微處理器實(shí)施。
[0039]實(shí)用性
[0040]具有本發(fā)明的電壓感測和控制機(jī)構(gòu)的、基于線性發(fā)光二極管(LED)的固態(tài)燈通常可用在單端和雙端燈具中，并在初始安裝或更換燈期間防止電擊和起火危險。
【權(quán)利要求】
1.一種線性發(fā)光二極管管形燈，包括: 具有兩端的殼體； 發(fā)光二極管印刷電路板，所述印刷電路板上固定有LED陣列； 對所述印刷電路板上的LED陣列供電的LED驅(qū)動器，所述LED驅(qū)動器具有兩個輸入；電壓感測機(jī)構(gòu)，包括兩個端電壓感測裝置及與所述兩個端電壓感測裝置串聯(lián)連接的中間電壓感測裝置； 控制機(jī)構(gòu)，接收和耦合來自所述兩個端電壓感測裝置和所述中間電壓感測裝置的電壓輸出且電連接到所述驅(qū)動器的所述兩個輸入；及 分別連接到所述殼體的兩端的兩個燈頭，每一燈頭具有雙插針和電擊保護(hù)開關(guān)，所述雙插針具有向外凸出的兩個插針，其中:當(dāng)所述電擊保護(hù)開關(guān)斷開時，所述雙插針不與任一電壓感測裝置電連接；當(dāng)所述雙插針插入到燈座內(nèi)時，所述電擊保護(hù)開關(guān)被啟動以使所述雙插針的兩個插針分別與所述端電壓感測裝置之一的兩個輸入電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管形燈，其中每一所述燈頭的所述電擊保護(hù)開關(guān)包括: 兩組電觸頭，每組具有至少兩個電觸頭，其中一個電觸頭電連接到所述雙插針的兩個插針之一，及另一電觸頭電連接到相關(guān)聯(lián)的端電壓感測裝置的兩個輸入之一；及 具有向外凸出的前部的至少一開關(guān)啟動機(jī)構(gòu)； 其中當(dāng)所述開關(guān)啟動機(jī)構(gòu)的所述前部因?qū)⑺鰺纛^的所述雙插針插入到燈座內(nèi)而被壓進(jìn)或扭開時，所述兩組電觸頭中的每一組的電觸頭電連接以啟動所述電擊保護(hù)開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管形燈，其中三個電壓感測裝置中的每一個包括線圈，及所述控制機(jī)構(gòu)包括三個開關(guān)，每一開關(guān)包括兩組電觸頭，每一組具有兩個電觸頭，其中三個所述線圈和所述三個開關(guān)配對以分別形成三個繼電器； 其中每組電觸頭中的一個電觸頭連接到所述線圈的兩個輸入之一，及另一電觸頭連接到所述LED驅(qū)動器的輸入之一；及其中當(dāng)預(yù)定閾值電壓施加到所述線圈上時，所述開關(guān)被啟動以電連接每組電觸頭中的兩個電觸頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管形燈，其中所述電壓感測機(jī)構(gòu)和所述控制機(jī)構(gòu)為非繼電器類型，通過專用集成電路、現(xiàn)場可編程邏輯門陣列、或微處理器實(shí)施。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管形燈，其中所述電壓感測機(jī)構(gòu)和所述控制機(jī)構(gòu)為非電磁繼電器類型。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的管形燈，其中所述電壓感測機(jī)構(gòu)和所述控制機(jī)構(gòu)為固態(tài)繼電器類型。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管形燈，其中每一所述電擊保護(hù)開關(guān)為接觸類型。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的管形燈，其中每一所述電擊保護(hù)開關(guān)為彈簧開關(guān)、按鈕開關(guān)、微動開關(guān)、或旋轉(zhuǎn)開關(guān)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管形燈，其中每一所述電擊保護(hù)開關(guān)為非接觸類型。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的管形燈，其中每一所述電擊保護(hù)開關(guān)為基于機(jī)電、電磁、光、光電、光纖、紅外或無線的開關(guān)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的管形燈，其中每一所述電擊保護(hù)開關(guān)為感測類型，具有高達(dá)8_的接近控制或感測范圍。
12.—種線性發(fā)光二極管管形燈，包括:具有兩端的殼體； 發(fā)光二極管印刷電路板，所述印刷電路板上固定有LED陣列； 對所述印刷電路板上的所述LED陣列供電的LED驅(qū)動器，所述LED驅(qū)動器具有兩個輸A ； 電壓感測機(jī)構(gòu)，包括兩個端電壓感測裝置及與所述兩個端電壓感測裝置串聯(lián)連接的中間電壓感測裝置； 控制機(jī)構(gòu)，接收和耦合來自所述兩個端電壓感測裝置和所述中間電壓感測裝置的電壓輸出且電連接到所述驅(qū)動器的所述兩個輸入；及 分別連接到所述殼體的兩端的兩個燈頭，每一燈頭具有雙插針，所述雙插針具有向外凸出的兩個插針，所述雙插針的所述兩個插針分別與所述端電壓感測裝置之一的兩個輸入電連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的管形燈，其中三個電壓感測裝置中的每一個包括線圈，及所述控制機(jī)構(gòu)包括三個開關(guān)，每一開關(guān)包括兩組電觸頭，每一組具有兩個電觸頭，其中三個所述線圈和所述三個開關(guān)配對以分別形成三個繼電器； 其中每組電觸頭中的一個電觸頭連接到所述線圈的兩個輸入之一，及另一電觸頭連接到所述LED驅(qū)動器的輸入之一；及其中當(dāng)預(yù)定閾值電壓施加到所述線圈上時，所述開關(guān)被啟動以電連接每組電 觸頭中的兩個電觸頭。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的管形燈，其中所述電壓感測機(jī)構(gòu)和所述控制機(jī)構(gòu)為非繼電器類型，通過專用集成電路、現(xiàn)場可編程邏輯門陣列、或微處理器實(shí)施。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的管形燈，其中所述電壓感測機(jī)構(gòu)和所述控制機(jī)構(gòu)為非電磁繼電器類型。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的管形燈，其中所述電壓感測機(jī)構(gòu)和所述控制機(jī)構(gòu)為固態(tài)繼電器類型。
【文檔編號】F21S4/00GK104053942SQ201280052771
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2012年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月15日
【發(fā)明者】夏中和, 沈培生 申請人:萊特爾科技公司