本申請涉及照明器具領域,尤其涉及一種LED日光燈。
背景技術:
由于傳統(tǒng)熒光燈管已經(jīng)應用了幾十年,各個國家及廠商已經(jīng)發(fā)展出各種原理、規(guī)格的鎮(zhèn)流器,因此LED日光燈替代傳統(tǒng)熒光燈的過程中,就需要解決LED日光燈對電子鎮(zhèn)流器及電感鎮(zhèn)流器的兼容問題。
目前使用的LED日光燈在與電子鎮(zhèn)流器及電感鎮(zhèn)流器的兼容上存在很多問題,在電感鎮(zhèn)流器上能正常工作,但在電子鎮(zhèn)流器上就有可能造成LED日光燈燈管閃爍、變暗、甚至燒毀,需要針對不同的鎮(zhèn)流器開發(fā)不同的LED日光燈日光燈管電源,這樣就極大地增加了LED日光燈替代傳統(tǒng)熒光燈(T8)的成本。
隨著LED技術的日趨成熟,LED日光燈(Light-Emitting Diode,LED)具有高亮度、省電及環(huán)保等優(yōu)點被廣泛的接受。LED日光燈也逐漸地被應用于各式照明裝置中。對大多數(shù)用戶而言,其不清楚已有的鎮(zhèn)流器為何種類型。購買LED日光燈時帶來極大的困惑。
因此,迫切需要LED日光燈可兼容電子鎮(zhèn)流器及電感鎮(zhèn)流器,以滿足用戶的需求,同時由于不需要分開設計LED日光燈兼容電子鎮(zhèn)流器或電感鎮(zhèn)流器,使得設計的平臺統(tǒng)一化,節(jié)約大量的設計資源,提高開發(fā)應對效率。
目前市面的電子鎮(zhèn)流器通常分為2類:
一為鎮(zhèn)流器相容型發(fā)光二極管燈管(T-LED lamp即DR(Direct Replacement)型燈管),在不改變原有照明裝置的線路的基礎上,直接用發(fā)光二極管燈管替換傳統(tǒng)的熒光燈管。
另一為鎮(zhèn)流旁路型(Ballast by-pass即BP型燈管)發(fā)光二極管燈管,電路上省掉傳統(tǒng)的鎮(zhèn)流器,而直接將市電接到發(fā)光二極管燈管。后者適用于新裝修的環(huán)境,采用新的照明裝置的驅動電路及發(fā)光二極管燈管。
鎮(zhèn)流器相容型發(fā)光二極管燈管或鎮(zhèn)流旁路型發(fā)光二極管燈管易出現(xiàn)以下問題:
目前市面上絕大多數(shù)LED日光燈與電子鎮(zhèn)流器的匹配度底。目前常見的電子鎮(zhèn)流器主要可分成瞬時啟動型(Instant Start)電子鎮(zhèn)流器、預熱啟動型(Program Start)電子鎮(zhèn)流器兩種。電子鎮(zhèn)流器具有諧振電路,其驅動設計與日光燈的負載特性匹配,即日光燈在點亮前為電容性組件,而點亮后為阻抗呈非線性,從而增加了LED日光燈與電子鎮(zhèn)流器匹配難度。
另外,目前市面上有些信號的電子鎮(zhèn)流器的由于其器件選型差異,有的部分電子鎮(zhèn)流器在與LED日光燈配合應用(LED日光燈工作時,阻抗呈非線性)時,其工作時輸出的高頻電流大致曾周期性變化(該周性變化的頻率人耳比較敏感,能聽到該電流變化引發(fā)的噪音)。
技術實現(xiàn)要素:
鑒于現(xiàn)有技術的不足,本申請的目的是提供一種LED日光燈,以至少解決以上問題之一。
為達到上述目的,本申請?zhí)峁┮环NLED日光燈,包括:
燈管和設于所述燈管一端的燈頭;
第一接腳及第二接腳,電性連接所述燈頭;
LED模塊,其包括至少一個LED組件;
整流單元,用以將耦接所述第一接腳及所述第二接腳的至少其中之一的交流電整流成一直流電;
濾波單元,電性連接所述整流單元以接收所述直流電,用以將所述直流電濾波;以及
切換電路,電性連接所述濾波單元;所述切換電路能夠選擇流經(jīng)所述LED模塊的電流流經(jīng)不同的路徑,并使所述LED模塊工作。
優(yōu)選的,還包括
設于所述燈管另一端的第二燈頭;
第三接腳及第四接腳,電性連接所述第二燈頭;以及
兼容電路,包括第一單向電流路徑及第二單向電流路徑;所述第一單向電流路徑電性連接所述LED模塊,以允許一電流由所述LED模塊流向所述第三接腳及所述第四接腳其中之一;所述第二單向電流路徑電性連接所述LED模塊,以允許一電流由所述第三接腳及所述第四接腳其中之一流向所述濾波單元。
優(yōu)選的,
所述LED模塊包括晶體管開關以及電感,所述晶體管開關電性連接所述電感;所述晶體管開關用以接收一脈沖訊號,以根據(jù)所述脈沖訊號周期性地導通與截止;
所述切換電路包括一切換開關,所述切換開關的一端與所述LED單元連接,其中當所述切換開關的另一端與所述電感電性連接時,根據(jù)所述脈沖訊號周期性地導通與截止流經(jīng)所述LED單元的電流。
為達到上述目的,本申請還提供一種LED日光燈,包括:
能夠發(fā)光的LED模塊,其包括至少一個LED組件;
整流電路,其用于對鎮(zhèn)流器輸出的交流信號整流以形成整流后信號;
模式確定電路,其被配置為檢測所述整流后信號的狀態(tài)并根據(jù)所述整流后信號的狀態(tài)確定所述LED模塊執(zhí)行第一發(fā)光模式或第二發(fā)光模式;
當所述模式確定電路確定所述LED模塊執(zhí)行第一發(fā)光模式時,所述模式確定電路持續(xù)導通電流直到停止向所述LED模塊供電;當所述模式確定電路確定所述LED模塊執(zhí)行第二發(fā)光模式時,所述模式確定電路使通過所述LED模塊的電流可調(diào)。
優(yōu)選的,所述模式確定電路包括
采樣電路,其用于對所述整流后信號采樣生成第一電壓及第二電壓;
控制電路,其用于確定所述第一電壓是否位于第一電壓范圍,及所述第二電壓是否位于第二電壓范圍;
當所述第一電壓位于所述第一電壓范圍時,所述模式確定電路確定所述LED模塊執(zhí)行第一發(fā)光模式;
當所述第二電壓位于所述第二電壓范圍時,所述模式確定電路確定所述LED模塊執(zhí)行第二發(fā)光模式。
優(yōu)選的,所述控制電路包括開關電路;當所述LED模塊執(zhí)行第一發(fā)光模式時,所述模式確定電路通過持續(xù)打開所述開關電路以持續(xù)導通電流;當所述LED模塊執(zhí)行第二發(fā)光模式時,所述模式確定電路通過交替打開所述開關電路使通過所述LED模塊的電流可調(diào)。
優(yōu)選的,所述模式確定電路還包括開關電路;
當所述LED模塊執(zhí)行第一發(fā)光模式時,所述模式確定電路通過持續(xù)打開所述開關電路持續(xù)導通電流直到停止向所述LED模塊供電;當所述LED模塊執(zhí)行第二發(fā)光模式時,所述模式確定電路通過交替打開所述開關電路使通過所述LED模塊的電流可調(diào)。
優(yōu)選的,所述整流電路具有用于輸出整流后信號的第一輸出端及第二輸出端;
所述采樣電路包括:
用于采樣生成第一電壓的第一電壓采樣電路,其包括串聯(lián)于所述第一輸出端及第二輸出端之間的第一電阻及第二電阻;
用于采樣生成第二電壓的第二電壓采樣電路,其包括串聯(lián)于所述第一輸出端及第二輸出端之間的第三電阻及第四電阻;
所述控制電路耦接于所述第一電阻與所述第二電阻之間以接收所述第一電壓,所述控制電路耦接于所述第三電阻與所述第四電阻之間以接收所述第二電壓。
優(yōu)選的,還包括用于所述LED模塊執(zhí)行第二發(fā)光模式的開關電路;
所述第二電壓采樣電路還包括RC電路;所述RC電路被配置為接收所述第二電壓以進行反復充放電,從而交替打開關閉所述開關電路。
優(yōu)選的,所述RC電路具有一個電阻及一個電容;在所述RC電路中,所述電阻的一端連接所述第三電阻與所述第四電阻之間,所述電阻的另一端連接所述開關電路以及所述電容的一端,所述電容的另一端連接所述第二輸出端。
優(yōu)選的,還包括用于所述LED模塊執(zhí)行第二發(fā)光模式的開關電路;
所述第二電壓采樣電路還包括脈沖寬度調(diào)制電路;所述脈沖寬度調(diào)制電路連接于所述開關電路與一連接點之間,該連接點位于所述第三電阻與所述第四電阻之間;
所述脈沖寬度調(diào)制電路被配置為接收所述第二電壓以生成具有響應所述第二電壓的占空比的脈沖信號,所述脈沖信號用于交替打開關閉所述開關電路。
優(yōu)選的,所述模式確定電路包括鎮(zhèn)流接口電路,所述鎮(zhèn)流接口電路作為所述LED日光燈與用于向所述LED日光燈供電的電子鎮(zhèn)流器之間的接口。
優(yōu)選的,所述整流后信號的狀態(tài)包括整流后信號的電壓值或頻率值。
借由以上技術方案,本申請所提供的LED日光燈設有模式確定電路,通過模式確定電路控制LED模塊的發(fā)光,從而更好的適應匹配現(xiàn)有的鎮(zhèn)流器。
本申請的LED日光燈具有較佳的兼容型,能較佳的兼容瞬時(IS型)啟動型電子鎮(zhèn)流器及預熱(PS型)啟動型電子鎮(zhèn)流器。本申請實施方式另外也解決了某些IS型電子鎮(zhèn)流器在低電壓(如電壓低于150V時)存在不能成功啟動的現(xiàn)象。利用延時導通的效果,讓起始的電能不浪費的儲存在電容上,待需要時再進行放電,可以讓能源使用優(yōu)化。
本申請通過對LED日光燈的拓撲結構的改進,通過控制電路的采樣來判斷該LED日光燈工作在恒流模式或電流可調(diào)節(jié)模式,增加LED日光燈的使用壽命。
本申請的LED日光燈還通過設有噪音抑制電路來抑制回路中電流的突變,進而抑制電子鎮(zhèn)流器的噪音(這時電子鎮(zhèn)流器輸出電流幅度變化引起的噪音不是完全沒有了,而是人耳對此不敏感)。
另外,為了抑制流進電感的電流過大而發(fā)熱量過大,同時達到LED模塊的照明要求,本申請在電感還增設一過流抑制電路,從而抑制電感中的電流過大,降低電感的發(fā)熱量。
還有,為了防止單顆電感的體積過大,本申請還采用4顆小電感取代原電感(635),可優(yōu)化電源的體積。較之前的單顆電感,從電感產(chǎn)生熱量的角度,可分散電源在工作時電感產(chǎn)生的熱量,從而提高電源的信賴性。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案,下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例,對于本領域技術人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明實施例LED日光燈立體圖;
圖2為本發(fā)明實施例LED日光燈立體分解圖;
圖3a示出了本發(fā)明一實施例的光源板與電源板焊接的結構圖;
圖3b示出了沿圖3a中Z-Z線剖視放大圖;
圖3c示出了圖3b中電源板與光源板焊接后的剖面示意圖;
圖3d示出了圖3a至3c所示的電源板與光源板自動化焊接時的狀態(tài)示意圖;
圖4A-圖4F為本發(fā)明的實施例的LED日光燈的數(shù)種電路示意圖;
圖5A-圖5D為圖4A、圖4D及圖4E中兼容電路的數(shù)種變形;
圖6A-圖6B是圖4A中開關K點連接不同端點的示意圖
圖7是本發(fā)明實施例的發(fā)光二極管模塊的電路示意圖;
圖8a-圖8h本發(fā)明的實施例的LED日光燈的數(shù)種電路示意圖;
圖9a、圖9b為模擬燈絲電路的變形。
具體實施方式
為了使本技術領域的人員更好地理解本申請中的技術方案,下面將結合本申請實施例中的附圖,對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒旧暾堉械膶嵤├?,本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例,都應當屬于本發(fā)明保護的范圍。
本發(fā)明實施例提供一種LED日光燈,參照圖1-圖2,包括:燈管1、設于燈管1內(nèi)的燈板2,以及分別套接于燈管1兩端的兩個燈頭3。其中燈管1可以為細長狀的外圍框體,采用塑料燈管或者玻璃燈管,本實施例采用具強化部的玻璃燈管,以避免傳統(tǒng)玻璃燈管易破裂以及破裂因漏電而引發(fā)的觸電事故,以及塑料燈管容易老化的問題。
燈管強化的方式可以使用化學方式或是物理方式對玻璃做二次加工強化?;瘜W方式的基本原理是用改變玻璃表面的組成來提高玻璃的強度,其方法是先用其它堿金屬離子與玻璃表層的Na離子或K離子發(fā)生交換,使表面形成離子交換層。當冷卻到常溫后,玻璃處于內(nèi)層受拉,外層受壓的狀態(tài),從而達到增加強度的目的?;瘜W方式包括但不限于高溫型離子交換法、低溫型離子交換法、脫堿法、表面結晶法、硅酸鈉強化法等。
物理方式對玻璃做強化,可以包括但不限于,使用涂層的方式或是改變物品的結構。涂層根據(jù)需要噴涂的基質決定涂料的種類和狀態(tài),可以是瓷磚強化涂層、亞克力涂層或是玻璃涂層等,在涂布時可以為液態(tài)或是氣態(tài)涂布。改變物品的結構,例如在易破裂之處做結構性強化設計。以上不論是化學方式或是物理方式不限于單一方式實施,可以混合物理方式中或化學方式中的任一種做任意搭配組合。
本實施例以結構強化設計做說明,燈管1包括主體102和分別位于主體102兩端的端部101,燈頭3套設于端部101外。其中,至少一個端部101的外徑小于主體102的外徑。本實施例中,設置兩個端部101的外徑均小于主體102的外徑。具體地,燈管1的兩端通過強化部處理,端部101形成強化部結構,燈頭3套在強化后的端部101上,這樣可以使得燈頭3外徑與燈管主體102外徑的差值變小,甚至完全相平,即燈頭3外徑與主體102外徑相等。這樣設置的好處在于,在運輸過程中,包裝承托物不會只接觸燈頭3,其能夠同時接觸燈頭3和燈管1,使得整支照明光源受力均勻,而不會使得燈頭3成為唯一受力點,避免燈頭3與燈管端部101連接的部位由于受力集中發(fā)生破裂,提高產(chǎn)品的質量,并兼具美觀的作用。
本實施例中,燈頭3外徑與主體102外徑基本相等,公差為在正負0.2mm(毫米)內(nèi),最多不超過正負1mm。
為了達到燈頭3外徑與主體102外徑基本相等的目的,根據(jù)不同的燈頭3的厚度,強化后的端部101與主體102外徑的差值范圍可以為1mm~10mm;或者更優(yōu)選的,強化后的端部101與主體102外徑的差值范圍可以放寬至2mm~7mm。
本實施例中,燈管1的端部101與主體102之間平滑過渡,形成一個過渡部,過渡部呈弧面,即過渡部沿軸向的剖面呈弧線狀。
過渡部的長度為1mm~4mm,如果小于1mm,則過渡部的強度不夠;如果大于4mm,則會減小主體102的長度,減小發(fā)光面,同時需要燈頭3的長度相應增加以與主體102配合,造成燈頭3的材料增加。在其他實施例中,則過渡部也可以不為弧形。
為了方便燈頭3與燈管1的連接固定,本實施例的方案針對燈頭3的結構做了改進。
燈頭3套設于燈管1外時,燈頭3套設于端部101外,并延伸至過渡部,與過渡部部分重疊。
燈頭3除了空心導電針301之外,還包括絕緣管,以及固設于絕緣管外周面上的導熱部,其中空心導電針301設于絕緣管上。導熱部的一端伸出絕緣管面向燈管的一端,導熱部的伸出部分(伸出絕緣管的部分)和燈管1之間通過熱熔膠6粘接。本實施例中,燈頭3通過導熱部延伸至過渡部,絕緣管面向燈管1的一端未延伸至過渡部,即絕緣管面向燈管的一端與過渡部之間具有間隔。
在本實施例中,絕緣管在一般狀態(tài)為絕緣即可,并不限定使用材質為塑料、陶瓷等材質。
熱熔膠6(即俗稱為焊泥粉的材料)成份較佳的為:酚醛樹脂2127#、蟲膠、松香、方解石粉、氧化鋅、乙醇等。這種熱熔膠6能夠在高溫加熱的條件下,改變其物理狀態(tài)發(fā)生大幅膨脹,達到固化的效果,加上本身材料的黏性,從而可以使燈頭3與燈管1緊密接觸,便于LED日光燈實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。于本實施例中,熱熔膠6在高溫加熱后會呈現(xiàn)膨脹并流動,隨后冷卻即會達到固化的效果,當然,本發(fā)明熱熔膠成份的選用并不限定于此,亦可選用高溫加熱至預定溫度后而固化的成份。由于本發(fā)明熱熔膠6不會由于電源組件等發(fā)熱元器件發(fā)熱形成高溫環(huán)境而導致可靠性下降,可以防止LED日光燈使用過程中燈管1與燈頭3的粘接性能降低,提高長期可靠性。
具體地,熱熔膠6填充于導熱部伸出部分的內(nèi)表面和燈管1的外周面之間。換言之,熱熔膠6填充的位置藉由與燈管1軸向垂直的虛擬平面通過,依序排列為導熱部、熱熔膠6和燈管1的外周面之間。熱熔膠6涂覆厚度可以為0.2mm~0.5mm,熱熔膠6會膨脹后固化,從而與燈管1接觸并將燈頭3固定于燈管1。并由于端部101和主體102兩者的外周面之間具有高度差,因此可以避免熱熔膠溢出到燈管的主體102部分上,免去后續(xù)的人工擦拭過程,提高生產(chǎn)的良品率。
粘結時,通過外部加熱設備將熱量傳導至導熱部,然后再傳導至熱熔膠6、使熱熔膠6膨脹后固化,從而將燈頭3固定粘接在燈管1上。
本實施例中,絕緣管包括沿軸向相接的第一管a和第二管b,第二管b的外徑小于第一管a的外徑,兩個管的外徑差值范圍為0.15mm~0.3mm。導熱部設于第二管b的外周面上,導熱部的外表面與第一管a的外周面平齊,使得燈頭3的外表面平整光滑,保證整個照明光源在包裝、運輸過程中受力均勻。其中,導熱部沿燈頭軸向方向的長度與絕緣管的軸向長度比為1:2.5~1:5,即導熱部長度:絕緣管長度為1:2.5~1:5。
于本實施例中,第二管b和導熱部的內(nèi)表面以及端部101的外表面和過渡部的外表面形成一容置空間。為了確保粘接的牢固性,本實施例設置第二管b至少部分套設于燈管1外,熱熔膠6有部分填充于相互重疊的第二管b和燈管1之間,兩者之間也通過熱熔膠6粘接,即部分熱熔膠6位于第二管b的內(nèi)表面和端部101的外表面之間,換言之,熱熔膠6填充于所述容置空間的位置藉由一與燈管軸向垂直的虛擬平面通過,依序排列為導熱部、第二管b、熱熔膠6及端部101。特予說明的是,于本實施例中,熱熔膠6并不需要完全填滿上述的容置空間。
其中,燈管1的端部101插設于燈頭3后,燈管1的端部101插入燈頭3部分的軸向長度占導熱部軸向長度的三分之一到三分之二之間,這樣的好處是:一方面,保證空心導電針301與導熱部具有足夠的爬電距離,通電時兩者不易短接使人觸電而引發(fā)危險;另一方面,由于絕緣管的絕緣作用,使得空心導電針301與導熱部之間的爬電距離加大,通過高電壓時使人更不容易因觸電而引發(fā)危險。
在其他實施例中,燈頭3還可以設計為全金屬的,此時需要在空心導電針的下部增設一絕緣體,使燈頭3和空心導電針之間電性絕緣,以達到耐高壓之作用,避免使用者碰觸燈頭3時之觸電問題。
在其他實施例中,燈頭3還可以設計為塑料和金屬(金屬部分連接導電針)混接的結構的,此時需要在空心導電針的下部增設一絕緣體,使燈頭3和空心導電針之間電性絕緣,以達到耐高壓之作用,避免使用者碰觸燈頭3時之觸電問題。
繼續(xù)參照圖2,本實施例的LED日光燈還包括粘接劑4、燈板絕緣膠7和光源膠8。燈板2通過粘接劑4粘貼于燈管1的內(nèi)周面上。圖中所示,粘接劑4可以為硅膠,其形式不限,可以是圖中所示的幾段,或者呈長條狀的一段。
燈板絕緣膠7涂于燈板2面向光源202的表面上,使得燈板2不外露,從而起到將燈板2與外界隔離的絕緣作用。涂膠時預留出與光源202對應的通孔701,光源202設于通孔701中。燈板絕緣膠7的組成成分包括乙烯基聚硅氧烷、氫基聚硅氧烷和氧化鋁。燈板絕緣膠7的厚度范圍為100μm~140μm(微米)。如果小于100μm,則起不到足夠的絕緣作用,如果大于140μm,則會造成材料的浪費。
光源膠8涂于LED組件202的表面。光源膠8的顏色為透明色,以保證透光率。涂覆至LED組件202表面后,光源膠8的形狀可以為顆粒狀、條狀或片狀。其中,光源膠8的參數(shù)有折射率、厚度等。光源膠8的折射率允許的范圍為1.22~1.6,如果光源膠8的折射率為LED組件202殼體折射率的開根號,或者光源膠8的折射率為LED組件202殼體折射率的開根號的正負15%,則可使全反射(Internal Total Reflection)發(fā)生的角度范圍較小,因此透光率較好。這里的光源殼體是指容納LED晶粒(或芯片)的殼體。本實施例中光源膠8的折射率范圍為1.225~1.253。光源膠8允許的厚度范圍為1.1mm~1.3mm,如果小于1.1mm,將會蓋不住LED組件202,效果不佳,如果大于1.3mm,則會降低透光率,同時還會增加材料成本。
本實施例中,燈板2通過粘接劑4固定在燈管1的內(nèi)周面,使得LED組件202貼設在燈管1的內(nèi)周面上,這樣可以增大整支照明光源發(fā)光角度,擴大可視角,這樣設置一般可以使得可視角可以超過300度。通過在燈板2涂燈板絕緣膠7,在LED組件202上涂絕緣的光源膠8,實現(xiàn)對整個燈板2的絕緣處理,這樣,即使燈管1破裂,也不會發(fā)生觸電事故,滿足安規(guī)的要求,提高安全性。
在其他實施例中,燈板2可以是柔性基板、條狀鋁基板、FR4板或者可撓式電路板中的任意一種。由于本實施例的燈管1為玻璃燈管,如果燈板2采用剛性的條狀鋁基板或者FR4板,那么當燈管破裂,例如斷成兩截后,整個燈管仍舊能夠保持為直管的狀態(tài),這時用戶有可能會認為照明光源還可以使用、并去自行安裝,容易導致觸電事故。由于可撓式電路板具有可撓性與易彎曲的特性,解決剛性條狀鋁基板、FR4板或者傳統(tǒng)通訊用三層柔性基板可撓性與彎曲性不足的情況,因此本實施例的燈板2采用可撓式電路板,這樣當燈管1破裂后,燈管1破裂后即無法支撐破裂的燈管1繼續(xù)保持為直管狀態(tài),以告知用戶照明光源已經(jīng)不能使用,避免觸電事故的發(fā)生。因此,當采用可撓式電路板后,可以在一定程度上緩解由于玻璃管破碎而造成的觸電問題。
繼續(xù)參照圖2,燈板2上設有若干LED組件202,燈頭3內(nèi)設有點燈電路模塊5,LED組件202與點燈電路模塊5之間通過燈板2電氣連通。
其中,點燈電路模塊5可以為單個體(即所有驅動電源組件都集成在一個部件中,點燈電路模塊5通常包括如整流電路,濾波模塊,及有些實施例中控制電路等),并設于燈管1一端的燈頭3中;或者點燈電路模塊5也可以分為兩部分,稱為雙個體(即所有電源組件分別設置在兩個部件中),并將兩部分分別設于燈管兩端的燈頭3中?;蛲庵糜贚ED日光燈的外面,通過導線與LED日光燈連接。如果燈管1僅有一端作強化部處理時,電源優(yōu)先選擇為單個體,并設于強化后的端部101所對應的燈頭3中。
一般來說,參照圖2。如圖2所示,點燈電路模塊5的一端通過連接件與對應的燈板2端相連,燈頭3上設有用于連接外部電源的空心導電針301。另一端通過金屬插針(導線)502插設于燈頭3的空心導電針301內(nèi)。當金屬插針502插入空心導電針301內(nèi)后,經(jīng)過外部沖壓工具沖擊空心導電針301,使得空心導電針301發(fā)生輕微的變形,從而固定住點燈電路模塊5上的金屬插針502,并實現(xiàn)電氣連接。
燈頭3上設有WIFI狀的透氣孔(也可為其它形狀,如點狀,笑臉狀,能實現(xiàn)透氣即可)。
通電時,電流依次通過LED日光燈一端的空心導電針301、點燈電路模塊5(主要由整流電路等組成)到達燈板2,并通過燈板2到達LED組件(有時也稱光源202),進而LED組件發(fā)光,點燈電路模塊5與燈板2通常通過焊接實現(xiàn)電氣連接。對LED日光燈而言,通常燈板2上僅設置LED組件。有時燈板2上還有設有模擬燈絲電路的元器件。
燈頭3內(nèi)設有的點燈電路模塊5與燈板2及LED組件632(在有些實施例中也稱光源202、LED組件202、LED組件632)的連接電路示意如圖1至圖3d所示。點燈電路模塊以及LED模塊均包括在該LED日光燈內(nèi)。LED日光燈的左右兩側各具有一燈頭(如圖2所示),套接于燈管的兩端。請參閱圖2所示,左側燈頭3上具有空心導電針301。燈頭3的一表面具有空心導電針301。參考圖2并結合圖3a-圖3d,空心導電針301,共設有4個,分別電性連接至4個金屬插針502(即,一側的第一接腳A1、第二接腳A2;以及另一側的第三接腳B1、第四接腳B2)。
本申請一種實施方式提供的一種LED日光燈,包括:能夠發(fā)光的LED模塊,其包括至少一個LED組件;整流電路,其用于對鎮(zhèn)流器輸出的交流信號整流以形成整流后信號;模式確定電路,其被配置為檢測所述整流后信號的狀態(tài)并根據(jù)所述整流后信號的狀態(tài)確定所述LED模塊執(zhí)行第一發(fā)光模式或第二發(fā)光模式;當所述模式確定電路確定所述LED模塊執(zhí)行第一發(fā)光模式時,所述模式確定電路持續(xù)導通電流直到停止向所述LED模塊供電;當所述模式確定電路確定所述LED模塊執(zhí)行第二發(fā)光模式時,所述模式確定電路使通過所述LED模塊的電流可調(diào)。
在一個實施方式中,所述LED日光燈還可以包括:燈管;位于所述燈管內(nèi)的燈板;位于所述燈管端部的燈頭,所述燈頭內(nèi)設有電源板。其中,所述整流電路以及所述LED模塊設置于所述燈板上;所述模式確定電路設置于所述電源板上。
在本實施方式中,所述燈板為可撓式電路板(柔性電路板),所述電源板為硬電路板。
所述燈板包括線路層和電路保護層,所述線路層背對所述電路保護層的表面具有焊盤;所述電源板具有線路層,所述線路層的互相背對的兩表面分別具有焊盤,所述燈板的焊盤與所述電源板一個表面上的焊盤相面對焊接。進一步的,所述電源板在其焊盤位置設置有將其貫穿的焊接穿孔。
具體的如圖3a-圖3d所示,所示,燈板2為可撓性電路板,并具有上層的線路層2a以及位于線路層下面的線路保護層2c,所述線路保護層2c為油墨層,所述燈板2的上面即線路層2a的上面具有焊盤b,所述焊盤上放置有焊錫g,燈板2的焊接端具有缺口f。所述電源板5的上面和下面分別形成有焊盤a,所述焊盤a上形成有焊錫g。作為進一步的焊接穩(wěn)定優(yōu)化以及自動化加工方面優(yōu)化,本實施例將燈板2放置于電源板5的下方,燈板2的油墨層2c放置于支撐臺42上,電源板5的下方焊盤a與燈板2的上面焊盤b直接充分接觸,焊接壓頭4的熱量會通過電源板5的上面焊盤a直接傳到給焊盤b,進一步提高了與電源板5的焊盤相接處焊接穩(wěn)定性能。同時,燈板2的上面焊盤b與電源板5的下面焊盤a相接觸焊接,電源板5的上面焊盤a與焊接壓頭41相連接。如圖3c所示,通過焊錫完全焊接一體的電源板5和燈板2在圖中虛擬線M和N之間,從上至下順序依次為電源板5的上面焊盤a、電源線路層51、電源板5的下面焊盤a、燈板2的上面線路層2a、燈板2的油墨層2c。依此順序形成的電源板5和燈板2結合更穩(wěn)定牢固。
在前述的實施例中,焊盤的同一面也可以再具有電路保護層(油墨層),把線路層2a上下都保護起來,僅露出部分線路層用來與焊盤相接,此時,光源的底部一部分會落在電路保護層,一部分會落在線路層上。為了表述方便,一律都稱為光源在線路層之上。
采用本設計方案,電源板5的焊盤上的圓孔h在放置焊錫后,當自動焊接壓頭41向下壓到電源板5時,焊錫會因為此壓力而被推進圓孔h內(nèi),很好的滿足了自動化加工需要。
本申請一個實施方式提供一種LED日光燈,包括:燈管和設于所述燈管一端的燈頭;第一接腳及第二接腳,電性連接所述燈頭;LED模塊,其包括至少一個LED組件;整流單元,用以將耦接所述第一接腳及所述第二接腳的至少其中之一的交流電整流成一直流電;濾波單元,電性連接所述整流單元以接收所述直流電,用以將所述直流電濾波;以及切換電路,電性連接所述濾波單元;所述切換電路能夠選擇流經(jīng)所述LED模塊的電流流經(jīng)不同的路徑,并使所述LED模塊工作。
在一個實施方式中,所述LED日光燈還包括:設于所述燈管另一端的第二燈頭;第三接腳及第四接腳,電性連接所述第二燈頭;以及兼容電路,包括第一單向電流路徑及第二單向電流路徑;所述第一單向電流路徑電性連接所述LED模塊,以允許一電流由所述LED模塊流向所述第三接腳及所述第四接腳其中之一;所述第二單向電流路徑電性連接所述LED模塊,以允許一電流由所述第三接腳及所述第四接腳其中之一流向所述濾波單元。
在一個實施方式中,所述LED模塊包括晶體管開關以及電感,所述晶體管開關電性連接所述電感;所述晶體管開關用以接收一脈沖訊號,以根據(jù)所述脈沖訊號周期性地導通與截止。
所述切換電路包括一切換開關,所述切換開關的一端與所述LED單元連接,其中當所述切換開關的另一端與所述電感電性連接時,根據(jù)所述脈沖訊號周期性地導通與截止流經(jīng)所述LED單元的電流。
圖4A為本發(fā)明的一個較佳實施例的LED日光燈的電路示意圖。LED燈100包括:整流單元110、濾波單元120、LED模塊630、兼容電路140及切換電路640。整流單元110電性連接該LED日光燈100的一第一接腳A1、一第二接腳A2,用以將耦接該第一接腳A1及該第二接腳A2的至少其中之一的一交流電整流成一直流電。該濾波單元120電性連接該整流單元110以接收該直流電,用以將該直流電濾波。切換電路640電性連接濾波單元120,通過切換電路640的切換開關選擇流經(jīng)LED單元130的電流流經(jīng)不同的路徑,并使LED模塊630工作。
在本實施例中,該整流單元110為一橋式整流電路,包括二極管D1、D2、D3及D4,用以對該交流電進行全波整流,以產(chǎn)生該直流電。該二極管D2的一正極電性連接該濾波單元120的一端,一負極電性連接該二極管D1的一正極,而該二極管D1的一負極電性連接該濾波單元120的另一端。上述的二極管D1及D2的連接點電性連接該第一接腳A1。該二極管D4的一正極電性連接該二極管D2的該正極,一負極電性連接該二極管D3的一正極,而該二極管D3的一負極電性連接該二極管D1的該負極。上述的二極管D3及D4的連接點電性連接該第二接腳A2。
該整流單元110也可以是其他種類的全波整流電路或半波整流電路,而不影響本發(fā)明欲達到的功能。
該兼容電路140還包括一第一單向電流路徑I1及一第二單向電流路徑I2。該第一單向電流路徑I1電性連接該LED模塊630,以允許一電流由該LED模塊630流向該第三接腳B1及該四接腳B2其中之一。該第二單向電流路徑I2電性連接該LED模塊630,以允許一電流由該第三接腳B1及該四接腳B2其中之一流向該濾波單元120。
在本實施例中,兼容電路140包括整流單元142及電流調(diào)整單元144。該整流單元142包括二極管D5及D6。兼容電路140包括整流單元142及電流調(diào)整單元144。整流單元142包括二極管D5及D6,將第三接腳B1、該第四接腳B2所輸入的一交流電整流成直流電。電流調(diào)整單元144包括電容C3、C4及C5,用以調(diào)整上述直流電輸入到LED燈100的電流大小。該二極管D5的一負極電性連接LED模塊630,其正極分別與該電容C3的一端和該二極管D6的一負極電性連接,而該二極管D6的一正極電性連接LED模塊630。該電容C3的另一端與該電容C4及C5電性連接,而該電容C4及C5分別電性連接該第三接腳B1及該四接腳B2。電容C3、C4及C5可以避免使用者安裝時,誤觸燈管導電部份而發(fā)生高電流流經(jīng)人體的觸電危險。
本發(fā)明的兼容電路140的變形電路圖如46A、B、D所示,均可提供第一單向電流路徑I1及第二單向電流路徑I2,使LED日光燈雙端通電時,可經(jīng)由兼容電路140流入或流出電流。圖5A所示的兼容電路包括一橋式整流電路。圖5B相較于圖4A所示的兼容電路,省略了電容C3,并將電容C4及C5改為熔斷器F1及F2。兼容電路圖5D相較于圖4A所示的兼容電路,省略了電容C3。
在本實施例中,該濾波單元120包括電容C1、C2及一電感L1。該電容C1與串聯(lián)的該二極管D3及D4并聯(lián)。而該電容C2與該電感L1串聯(lián),然后與該電容C1并聯(lián)。該濾波單元120接收經(jīng)該整流單元110及兼容電路140整流后的該直流電,并濾除該直流電中的高頻成分。經(jīng)該濾波單元120濾波后的該直流電,其波形大體上為一平滑的直流波形。
該濾波單元120也可以是其他可濾除高頻成分的濾波電路,而不影響本發(fā)明欲達到的功能。
在本實施例中,該LED模塊630包括至少一LED組件202。該至少一LED組件202可以是單串或多串發(fā)光二極管串,以對應不同的需求提供所需的照明。該LED模塊630可更包括一驅動電路,該驅動電路包括二極管632、晶體管開關631、一電感組件633。二極管632的正極與晶體管開關631的一端連接而串聯(lián)形成支路,而與電容C2并聯(lián)。二極管632的負極與濾波單元120電性相連,晶體管開關631的另一端與濾波單元120電性相連接。
在本實施例中,串聯(lián)的該二極管632與該晶體管開關631與該濾波單元120并聯(lián)。
在本實施例中,該晶體管開關631為一N型金氧半場效晶體管,而P型金氧半場效晶體管,或者增強型金氧半場效晶體管、空乏型金氧半場效晶體管、雙極性晶體管等具有開關功能的晶體管亦可適用于本發(fā)明。
在本實施例中,切換電路640包括一切換開關(單刀雙擲開關),該切換開關的端點K與LED模塊630中LED組件202連接,端點K1與電感633相連,端點K2及晶體管開關631的一端連接后電性連接至濾波單元120。電感633的另一端與二極管632與晶體管開關631的連接點相連接。
在切換開關連接端點K1之情況時,該晶體管開關631接收一脈沖訊號,以根據(jù)該脈沖訊號周期性地導通與截止。上述脈沖訊號可以是一固定脈寬的脈沖訊號,或者由一脈寬調(diào)變控制器(圖未示)根據(jù)該至少一LED組件202的電流所產(chǎn)生的一脈寬調(diào)變訊號。當晶體管開關631導通時,電流經(jīng)該至少一LED組件202、電感633、該晶體管開關631。當該晶體管開關631截止時,該電感633的電流經(jīng)二極管632及至少一LED組件202。
在本實施例中,該切換開關也可以通過跳線(使用時通過外接導線連接預留端口選擇端點K與端點K1或端點K2連接)、旋轉開關等,而不影響本發(fā)明欲達到的功能。
圖6A為顯示圖4A的切換開關連接端點K1之示意圖。如圖6A所示,此時為單端通電,即第一接腳A1及該第二接腳A2耦接一交流電,如:市電,而該第三接腳B1及該第四接腳B2為浮接(floating)。當上述交流電源所提供的交流訊號于正半波時,一電流由該第一接腳A1流入,經(jīng)整流單元110的二極管D1、濾波單元120、LED模塊630、切換開關的端點K與端點K1以及整流單元110的二極管D4后由第二接腳A2流出。當上述交流電源所提供的交流訊號于負半波時,一電流由第二接腳A2流入,經(jīng)整流單元110的二極管D3、濾波單元120、LED模塊630、切換開關的端點K與端點K1及整流單元110的二極管D2由第一接腳A1流出。此時,兼容電路140不對LED組件202的供電。因兼容電路140設有電容C3、C4、C5,可減小安裝時接腳A1與接腳A2接入市電,使用者手觸到B1或B2端所發(fā)生高電流流經(jīng)人體的觸電危險。同時如果輸入端(即,接腳B1與接腳B2接入市電)接反也不會產(chǎn)生安全隱患。當然,本發(fā)明的LED日光燈也支持雙端通電,即,電流由第一接腳A1及該第二接腳A2其中之一或第三接腳B1及該第四接腳B2其中之一流入,而由另一流出。
圖6B為顯示圖4A的切換開關連接端點K2之示意圖。如圖6B所示,當切換開關連接端點K2時,此時為雙端通電,交流電一電流由第一接腳A1及該第二接腳A2其中之一或第三接腳B1及第四接腳B2其中之一流入,并由另一流出(如交流電從第一接腳A1及該第二接腳A2其中之一端經(jīng)整流橋單元110、濾波電路120、LED模塊630、經(jīng)切換開關的端點K與端點K2流向兼容電路140的D6、C3以及C4(或C5),最終通過第三接腳B1(或第四接腳B2)流出)。當切換開關連接端點K2時,晶體管開關631與二極管632連接的支路可設置空載保護(如通過檢測流經(jīng)晶體管開關631的電流在某個固定的時間內(nèi)還未達到設定的電流值時,就認為是空載,觸發(fā)空載保護電路),以減少不必要的功耗或組件的毀損。
圖4B為本發(fā)明的另一較佳實施例的LED日光燈的電路示意圖。相較于圖4A所示的實施例,本實施例增加了二燈絲仿真電路180,使LED日光燈對于預熱型程序啟動之點燈方式的電子鎮(zhèn)流器的兼容性更加提高。二燈絲仿真電路180分別電性連接該第一接腳A1及該第二接腳A2以及該第三接腳B1及該第四接腳B2,用以導通一電流于其間。
該二燈絲仿真電路180各自包括串聯(lián)的二電阻R5及R6,以及串聯(lián)的電容C9及C10,且該二電阻R5及R6的連接點耦接該二電容C9及C10的連接點。當LED日光燈安裝于具有預熱功能的燈管座時(例如:具有預熱型程序啟動的電子鎮(zhèn)流器的燈管座),在預熱過程,該交流電的電流可流經(jīng)該二燈絲仿真電路180的該電阻R5及R6、該電容C9及C10,而達到模擬燈絲的效果。如此,電子鎮(zhèn)流器在啟動時能夠正常度過燈絲預熱階段,而保證電子鎮(zhèn)流器正常啟動。當點燈方式為不需預熱的方式,如:實時啟動點燈的電子鎮(zhèn)流器,該二燈絲仿真電路180均不影響LED日光燈的正常運作。
當然,本實施例中的燈絲仿真電路180也可以為具有單一(或以上)電阻或同時并聯(lián)單一(或以上)電容來導通預熱過程的該交流訊號的電流而相同地達到模擬燈絲的效果。舉例來說:單一電阻、并聯(lián)的單一電阻及單一電容、串聯(lián)的二電阻與單一電容并聯(lián)、或串聯(lián)的二電容與單一電阻并聯(lián)均可作為本發(fā)明的兼容電路。
另外,圖5A、B、D所示的兼容電路可以取代圖4B所示的兼容電路140而不影響安裝于具有預熱功能的燈管座的LED日光燈的運作。
圖4C為本發(fā)明的另一較佳實施例的LED日光燈的電路示意圖。LED燈100包括:整流單元110、濾波單元120以及LED模塊630。本實施例為單端通電,該整流單元110電性連接該LED日光燈100的第一接腳A1、第二接腳A2,用以將耦接該第一接腳A1及該第二接腳A2的至少其中之一的一交流訊號整流成一直流訊號。該濾波單元120電性連接該整流單元110以接收該直流訊號,用以將該直流訊號濾波。該LED模塊630電性連接該濾波單元120,并對應濾波的該直流訊號而發(fā)光。
在本實施例中,該整流單元110為一橋式整流電路,包括二極管D1、D2、D3及D4,用以對該交流訊號進行全波整流,以產(chǎn)生該直流訊號。該二極管D2的一正極電性連接該濾波單元120的一端,一負極電性連接該二極管D1的一正極,而該二極管D1的一負極電性連接該濾波單元120的另一端。上述的二極管D1及D2的連接點電性連接該第一接腳A1。該二極管D4的一正極電性連接該二極管D2的該正極,一負極電性連接該二極管D3的一正極,而該二極管D3的一負極電性連接該二極管D1的該負極。上述的二極管D3及D4的連接點電性連接該第二接腳A2。
該整流單元110也可以是其他種類的全波整流電路或半波整流電路,而不影響本發(fā)明欲達到的功能。
在本實施例中,該濾波單元120包括電容C1、C2及一電感L1。該電容C1與串聯(lián)的該二極管D1及D2并聯(lián)。而該電容C2與該電感L1串聯(lián),然后與該電容C1并聯(lián)。該濾波單元120接收經(jīng)該整流單元110整流后的該直流訊號,并濾除該直流訊號中的高頻成分。經(jīng)該濾波單元120濾波后的該直流訊號,其波形為一平滑的直流波形。
該濾波單元120也可以是其他可濾除高頻成分的濾波電路,而不影響本發(fā)明欲達到的功能。
在本實施例中,該LED模塊630包括一直流轉直流轉換電路及至少一LED組件202,接收所述濾波后所述直流訊號并提供電流流經(jīng)所述至少一LED組件202,且所述電流被穩(wěn)定于預定電流值。直流轉直流轉換電路包括晶體管開關631、二極管632、電感633。該電感633與該晶體管開關631串聯(lián),然后與該濾波單元120的該電容C2并聯(lián)。而該二極管632的正極電性連接該電感633的一端(即,該電感633與該晶體管開關631的連接點),其負極與該至少一LED組件202的一正極電性連接,而該至少一LED組件202的一負極電性連接該電感633的另一端。
該晶體管開關631接收一脈沖訊號,以根據(jù)該脈沖訊號周期性地導通與截止。上述脈沖訊號可以是一固定脈寬的脈沖訊號,或者由一脈寬調(diào)變控制器(圖未示)根據(jù)該至少一LED組件202的電流所產(chǎn)生的一脈寬調(diào)變訊號。當晶體管開關631導通時,該電感633的電流流經(jīng)該晶體管開關631。當該晶體管開關631截止時,該電感633的電流經(jīng)二極管632及該至少一LED組件202,使該至少一LED組件202發(fā)光。
在本實施例中,該晶體管開關631為一N型金氧半場效晶體管,而P型金氧半場效晶體管,或者增強型金氧半場效晶體管、空乏型金氧半場效晶體管、雙極性晶體管等具有開關功能的晶體管亦可適用于本發(fā)明。
在本實施例中,該第一接腳A1及該第二接腳A2耦接一交流電源(圖未示),例如:市電,而該第三接腳B1及該第四接腳B2為浮接(floating)。當上述交流電源所提供的交流訊號于正半波時,一電流由該第一接腳A1流入,經(jīng)該整流單元110的該二極管D1、該濾波單元120、該LED模塊630及該整流單元110的該二極管D4后由該第二接腳A2流出。當上述交流電源所提供的交流訊號于負半波時,一電流由該第二接腳A2流入,經(jīng)該整流單元110的該二極管D3、該濾波單元120、該LED模塊630及該整流單元110的該二極管D2后由該第一接腳A1流出。
該至少一LED組件202可以是單串或多串發(fā)光二極管串,以對應不同的需求提供所需的照明。圖7為本發(fā)明另一實施例的發(fā)光二極管模塊的電路示意圖。發(fā)光二極管模塊包括了一升壓電路、至少一LED組件202、一脈寬控制器639以及一均流電路638。在本實施例中,該至少一LED組件202為多串發(fā)光二極管串。該升壓電路包括一電感633、一晶體管開關631、一二極管632以及一電容634,用以將由該電感633所接收的一直流訊號的準位提升以驅動該至少一LED組件202發(fā)光。該至少一LED組件202中的各串發(fā)光二極管串彼此并聯(lián),各串發(fā)光二極管串的一端耦接該均流電路638。該均流電路638控制該至少一LED組件202中的各串發(fā)光二極管串的電流,使各串發(fā)光二極管串的電流大小趨于一致。該脈寬控制器639偵測該至少一LED組件202流經(jīng)的總電流大小,以控制該晶體管開關631的導通及截止的比例(占空比),以調(diào)整該升壓電路驅動該至少一LED組件202的功率,使該至少一LED組件202的電流被穩(wěn)定于預定電流值。
圖4D為本發(fā)明的另一較佳實施例的LED日光燈的電路示意圖。相較于圖4C所示的實施例,本實施例增加了一兼容電路140,以進一步相容于雙端通電。該兼容電路140電性連接該第三接腳B1及該第四接腳B2。該兼容電路140包括一第一單向電流路徑I1及一第二單向電流路徑I2。該第一單向電流路徑I1電性連接該LED模塊630,以允許一電流由該LED模塊630流向該第三接腳B1及該四接腳B2其中之一。該第二單向電流路徑I2電性連接該濾波單元120,以允許一電流由該第三接腳B1及該四接腳B2其中之一流向該濾波單元120及該LED模塊630。
在本實施例中,兼容電路140包括整流單元142及電流調(diào)整單元144。整流單元142包括二極管D5及D6;電流調(diào)整單元144包括一電容C3以及熔斷器F1及F2。該二極管D5的一負極電性連接該濾波單元120的一端,其正極分別與該電容C3的一端和該二極管D6的一負極電性連接,而該二極管D6的一正極電性連接該濾波單元120的另一端。該電容C3的另一端與該熔斷器F1及F2電性連接,而該熔斷器F1及F2分別電性連接該第三接腳B1及該四接腳B2。電容C3可以避免使用者安裝時,誤觸燈管導電部份而發(fā)生高電流流經(jīng)人體的觸電危險。該熔斷器F1及F2則于該LED日光燈的電流過大時提供保護,以避免過大電流損壞該LED日光燈的電路。
若一交流訊號耦接該第一接腳A1及該第二接腳A2時,即如同圖4C所示的實施例般為單端通電時,該交流訊號的一電流由該第一接腳A1及該第二接腳A2其中之一流入,并由另一流出。
若該交流訊號以雙端通電耦接該LED日光燈,即耦接該第一接腳A1及該第二接腳A2其中之一以及該第三接腳B1及該第四接腳B2其中之一時,則該交流訊號的一電流由該第一接腳A1及該第二接腳A2其中之一或該第三接腳B1及該第四接腳B2其中之一流入,并由另一流出。也就是說,當該交流訊號于正半波時,該交流訊號的電流經(jīng)該第一接腳A1及該整流單元110的該二極管D1或經(jīng)該第二接腳A2及該整流單元110的該二極管D3流入,經(jīng)該濾波電路120、該LED模塊630,然后再經(jīng)該兼容電路140的該二極管D6、該電容C3,最后由該熔斷器F1及該第三接腳B1或由該熔斷器F2及該第四接腳B2流出。當該交流訊號于負半波時,該交流訊號的電流流經(jīng)該第三接腳B1及熔斷器F1或由該第四接腳B2及該熔斷器F2流入,然后經(jīng)該電容C3、該二極管D5、該濾波電路120、該LED模塊630,最后由該整流單元110的該二極管D2及該第一接腳A1或由該整流單元110的該二極管D4及該第二接腳A2流出。
圖5A、B、C、D所示的兼容電路,均可提供第一單向電流路徑I1及第二單向電流路徑I2,使LED日光燈雙端通電時,可經(jīng)由兼容電路流入或流出電流,可以取代圖4D所示的兼容電路140。圖5A所示的兼容電路包括一橋式整流電路。圖5B相較于圖4D所示的兼容電路,省略了電容C3。圖5C相較于圖4D所示的兼容電路,將該熔斷器F1及F2改為電容C4及C5。在市電的應用時,該電容C4、C5可以達到防止LED日光燈發(fā)生短路的作用。圖5D相較于圖5C所示的兼容電路,省略了電容C3。
圖4E為本發(fā)明的另一較佳實施例的LED日光燈的電路示意圖。相較于圖4D所示的實施例,本實施例增加了二燈絲仿真電路180并使用了圖5C所示的兼容電路做為本實施例的兼容電路140。該二燈絲仿真電路180分別電性連接該第一接腳A1及該第二接腳A2,以及該第三接腳B1及該第四接腳B2,用以導通一電流于其間。
該二燈絲仿真電路180各自包括串聯(lián)的二電阻R5及R6,以及串聯(lián)的電容C9及C10,且該二電阻R5及R6的連接點耦接該二電容C9及C10的連接點。當LED日光燈安裝于具有預熱功能的燈管座時(例如:具有預熱型程序啟動的電子鎮(zhèn)流器的燈管座),在預熱過程,該交流訊號的電流可流經(jīng)該二燈絲仿真電路180的該電阻R5及R6、該電容C9及C10,而達到模擬燈絲的效果。如此,電子鎮(zhèn)流器在啟動時能夠正常度過燈絲預熱階段,而保證電子鎮(zhèn)流器正常啟動。當點燈方式為不需預熱的方式,例如:實時啟動(Instant Start),則不論是單端通電或雙端通電,該二燈絲仿真電路180均不影響LED日光燈的正常運作。
當然,本實施例中的燈絲仿真電路180也可以為具有單一(或以上)電阻或同時并聯(lián)單一(或以上)電容來導通預熱過程的該交流訊號的電流而相同地達到模擬燈絲的效果。舉例來說:單一電阻、并聯(lián)的單一電阻及單一電容、串聯(lián)的二電阻與單一電容并聯(lián)、或串聯(lián)的二電容與單一電阻并聯(lián)均可作為本發(fā)明的兼容電路。
另外,圖5A及圖5D所示的兼容電路可以取代圖4E所示的兼容電路140而不影響安裝于具有預熱功能的燈管座的LED日光燈的運作。
圖4F為本發(fā)明的第十四較佳實施例的LED日光燈的驅動電路的電路示意圖。在整流單元110的該二極管D1與D2的連接點及二極管D3與D4的連接點間設有電容620。在二極管D1與D2的連接點及二極管D5與D6的連接點間連接有電容641;在二極管D3與D4的連接點及二極管D5與D6的連接點間連接有電容642。穩(wěn)壓二極管650連接于該濾波單元120的輸出而與該濾波單元120并聯(lián)。該穩(wěn)壓二極管650設置的好處在于:原來當開機瞬間,電子鎮(zhèn)流器點火電壓(即跨在接腳A1、接腳A2與接腳B1、B2之間電壓)很高,整流濾波后C2的電壓也很高,會導致該LED模塊630中的組件,例如:晶體管開關631,因超過組件的額定電壓)而失效或毀損。采用穩(wěn)壓二極管650之后,可以將整流濾波后電容C2上的電壓限制在一定電壓以內(nèi),從而保證晶體管開關631等組件不會過壓。
在本實施例中,該兼容電路140包括二極管D5及D6、一電容C3以及電容C4及電容C5。該二極管D5的一負極電性連接該濾波單元120的一端,其正極分別與該電容C3的一端和該二極管D6的一負極電性連接,而該二極管D6的一正極電性連接該濾波單元120的另一端。該電容C3的另一端與該電容C4及電容C5電性連接,而該電容C4及電容C5分別電性連接該第三接腳B1及該四接腳B2。電容C3、電容C4及電容C5可以避免使用者安裝時,誤觸燈管導電部份而發(fā)生高電流流經(jīng)人體的觸電危險。
首先說明電容641及642的作用。
若該交流訊號以雙端通電耦接該LED日光燈,這時分為3種連接情況:
1):即耦接該第一接腳A1及該第二接腳A2其中之一以及該第三接腳B1及該第四接腳B2其中之一時,則該交流訊號的一電流由該第一接腳A1及該第二接腳A2其中之一或該第三接腳B1及該第四接腳B2其中之一流入,并由另一流出。也就是說,當該交流訊號于正半波時,該交流訊號的電流經(jīng)該第一接腳A1及該整流單元110的該二極管D1或經(jīng)該第二接腳A2及該整流單元110的該二極管D3流入,經(jīng)該濾波電路120、該LED模塊630,然后再經(jīng)該兼容電路140的該二極管D6、該電容C3,最后由該電容C4及該第三接腳B1或由該電容C5及該第四接腳B2流出。當該交流訊號于負半波時,該交流訊號的電流流經(jīng)該第三接腳B1及電容C4或由該第四接腳B2及該電容C5流入,然后經(jīng)該電容C3、該二極管D5、該濾波電路120、該LED模塊630,最后由該整流單元110的該二極管D2及該第一接腳A1或由該整流單元110的該二極管D4及該第二接腳A2流出。
2):第一接腳A1及該第二接腳A2短接后連接到電子鎮(zhèn)流器的一端;以及第三接腳B1及該第四接腳B2短接后連接到電子鎮(zhèn)流器的另一端(這時整流器有2個連接端)。
3):第一接腳A1、該第二接腳A2、第三接腳B1及該第四接腳B2分別連接到電子鎮(zhèn)流器(這時整流器有4個連接端時)。
并聯(lián)的電容641及642與電容C3以及并聯(lián)的電容C4及C5串聯(lián)于該第一接腳A1及該第二接腳A2及該第三接腳B1及該第四接腳B2之間,故起到了分壓作用。相較于電容641及642,該濾波單元120中的電容C1、C2,由于經(jīng)過整流單元110及兼容電路140中的二極管的整流作用,無法完全起到分壓作用,也就是說,經(jīng)過整流作用的電容C1、C2對電子鎮(zhèn)流器只有被充電而無被放電的作用。當電子鎮(zhèn)流器啟動(點火)完成后進入正常工作狀態(tài),其輸出電壓將降至正常工作電壓。因此在正常工作狀態(tài)時濾波單元120中的電容C2上的電壓不會很高,從而保證晶體管開關631等組件可以工作在額定電壓范圍內(nèi)。
圖5D的兼容電路可用以取代圖4F所示的兼容電路140。相較于圖4F所示的兼容電路,圖5D的兼容電路省略了電容C3。因此,并聯(lián)的電容641及642仍與并聯(lián)的電容C4及C5串聯(lián)于該第一接腳A1及該第二接腳A2及該第三接腳B1及該第四接腳B2之間,而起到了分壓作用。
作為上述方案的變形,電容641及642可只設置一個(即,設置電容641或642)。
作為上述方案的變形,上述方案中,還可包括放電電路,放電電路可以是一個或多個電阻。該放電電路并聯(lián)濾波電路120和/或LED模塊630中的LED組件202形成的支路。在電源斷電后,放電電路可以減輕或防止LED日光燈在關燈時出現(xiàn)閃爍。放電電路也可是其他形式的放電電路,只要能實現(xiàn):電源關斷時通過該放電電路可以持續(xù)流通一預定電流或以上即可,該預定電流系根據(jù)LED日光燈內(nèi)的儲能組件,例如:電感、電容而決定。
再來說明電容620的作用。
若LED日光燈的輸入訊號為一交流訊號,例如:市電AC,耦接該第一接腳A1及該第二接腳A2時,即如同圖4A所示的實施例為單端通電時,該交流訊號的一電流由該第一接腳A1及該第二接腳A2其中之一流入,并由另一流出。此時電容620起到EMI的作用。此時電容641及642并未起到分壓效果,而由于市電AC的電壓低于電子鎮(zhèn)流器的輸出電壓,所以LED模塊630依然可以正常運作。
上述方案中:電容C1及C2的取值范圍:100pF~1uF;電容C3,C4,C5的取值范圍:100pF~100nF;電容620的取值范圍:100pF~1uF;電容641及642的取值范圍:100pF~100nF;電感L1的取值范圍:10nH~10mH。
在一個實施方式中,所述模式確定電路可以包括:采樣電路,其用于對所述整流后信號采樣生成第一電壓及第二電壓;控制電路,其用于確定所述第一電壓是否位于第一電壓范圍,及所述第二電壓是否位于第二電壓范圍。當所述第一電壓位于所述第一電壓范圍時,所述模式確定電路確定所述LED模塊執(zhí)行第一發(fā)光模式;當所述第二電壓位于所述第二電壓范圍時,所述模式確定電路確定所述LED模塊執(zhí)行第二發(fā)光模式。
在一個實施例中,所述控制電路可以包括開關電路;當所述LED模塊執(zhí)行第一發(fā)光模式時,所述模式確定電路通過持續(xù)打開所述開關電路持續(xù)導通電流直到停止向所述LED模塊供電;當所述LED模塊執(zhí)行第二發(fā)光模式時,所述模式確定電路通過交替打開所述開關電路使通過所述LED模塊的電流可調(diào)。其中,控制電路可以為IC(Integrated Circuit)模塊,開關電路可以為MOS開關,此時,MOS開關內(nèi)置于IC模塊中。
在另一實施例中,所述模式確定電路還包括開關電路;當所述LED模塊執(zhí)行第一發(fā)光模式時,所述模式確定電路通過持續(xù)打開所述開關電路持續(xù)導通電流直到停止向所述LED模塊供電;當所述LED模塊執(zhí)行第二發(fā)光模式時,所述模式確定電路通過交替打開所述開關電路使通過所述LED模塊的電流可調(diào)。其中,控制電路可以為IC(Integrated Circuit)模塊,開關電路可以為MOS開關,此時,MOS開關設置于IC模塊外,即,相對于IC模塊外置。
具體的,所述整流電路可以具有用于輸出整流后信號的第一輸出端及第二輸出端。所述采樣電路包括:用于采樣生成第一電壓的第一電壓采樣電路,其包括串聯(lián)于所述第一輸出端及第二輸出端之間的第一電阻及第二電阻;用于采樣生成第二電壓的第二電壓采樣電路,其包括串聯(lián)于所述第一輸出端及第二輸出端之間的第三電阻及第四電阻。所述控制電路耦接于所述第一電阻與所述第二電阻之間以接收所述第一電壓,所述控制電路耦接于所述第三電阻與所述第四電阻之間以接收所述第二電壓。
在一個實施例中,所述模式確定電路還可以包括用于所述LED模塊執(zhí)行第二發(fā)光模式的開關電路。所述第二電壓采樣電路還包括RC電路;所述RC電路被配置為接收所述第二電壓以進行反復充放電,從而交替打開關閉所述開關電路。
進一步的,所述RC電路具有一個電阻及一個電容;在所述RC電路中,所述電阻的一端連接所述第三電阻與所述第四電阻之間,所述電阻的另一端連接所述開關電路以及所述電容的一端,所述電容的另一端連接所述第二輸出端。
在另一個實施例中,所述模式確定電路還包括用于所述LED模塊執(zhí)行第二發(fā)光模式的開關電路。所述第二電壓采樣電路還包括脈沖寬度調(diào)制電路;所述脈沖寬度調(diào)制電路連接于所述開關電路與一連接點之間,該連接點位于所述第三電阻與所述第四電阻之間。所述脈沖寬度調(diào)制電路被配置為接收所述第二電壓以生成具有響應所述第二電壓的占空比的脈沖信號,所述脈沖信號用于交替打開關閉所述開關電路。
在一個實施方式中,所述模式確定電路可以包括鎮(zhèn)流接口電路,所述鎮(zhèn)流接口電路作為所述LED日光燈與用于向所述LED日光燈供電的電子鎮(zhèn)流器之間的接口。
在一個實施方式中,所述整流后信號的狀態(tài)包括整流后信號的電壓值或頻率值。
在一個實施方式中,所述模式確定電路被配置為當外部驅動信號開始輸入到LED日光燈時,模式確定電路將不會進入導通狀態(tài),直到延遲預定時間后傳遞驅動信號,其中,所述預定時間為10毫秒至1秒之間。此時,模式確定電路也可以稱之為延時電路。
在一個實施方式中,所述LED日光燈還可以包括噪聲抑制電路,所述噪聲抑制電路包括耦接于所述LED模塊與所述模式確定電路的一輸出端之間的電感。
具體的,所述電感具有第一端及第二端,所述第一端連接至所述LED模塊的陰極端。所述噪聲抑制電路還包括:與所述電感串聯(lián)的電阻,其位于所述電感與所述模式確定電路之間;具有第一端、第二端以及第三端的晶體管;所述第一端連接至所述電感與所述LED模塊之間的連接點;所述第二端與所述第三端分別連接至所述電阻的兩端;所述晶體管被配置為減小流過所述電感的電流。
在本實施方式中,所述LED日光燈還可以包括:濾波電路,其用于對所述整流后信號濾波;與所述LED模塊并聯(lián)的電容,其用于在所述LED模塊的電壓超過電壓閾值時放電。其中,所述電容可以包括放電管、電容、或二極管。
在本實施方式中,所述LED日光燈還可以包括:燈管;位于所述燈管內(nèi)的燈板;位于所述燈管端部的燈頭,所述燈頭內(nèi)設有電源板;所述整流電路、所述濾波電路、所述電容以及所述LED模塊設置于所述燈板上;所述模式確定電路及所述噪聲抑制電路設置于所述電源板上。
在另一個實施方式中,所述LED日光燈還可以包括二個模擬燈絲電路;所述整流電路具有二個。在所述噪聲抑制電路中,所述電感包括第一電感、第二電感、第三電感、第四電感。在一個所述整流電路與一個所述模擬燈絲電路之間設有串聯(lián)的第一電感(3631)及第二電感(3632);在另一個所述整流電路與另一個所述模擬電路之間設有串聯(lián)的第三電感(3633)及第四電感(3634)。所述第一電感并聯(lián)有具有續(xù)流作用的第一二極管(3635),所述第二電感并聯(lián)有具有續(xù)流作用的第二二極管(3636),所述第三電感并聯(lián)有具有續(xù)流作用的第三二極管(3637),所述第四電感并聯(lián)有具有續(xù)流作用的第四二極管(3638);所述第一二極管(3635)與所述第二二極管(3636)的極性相反;所述第三二極管(3637)與所述第四二極管(3638)的極性相反。
在本實施方式中,所述LED日光燈還可以包括:濾波電路,其用于對所述整流后信號濾波;與所述LED模塊并聯(lián)的電容,其用于在所述LED模塊的電壓超過電壓閾值時放電。具體的,所述電容包括電容、放電管、或二極管。
在本實施方式中,所述LED日光燈還可以包括:燈管;位于所述燈管內(nèi)的燈板;位于所述燈管端部的燈頭,所述燈頭內(nèi)設有電源板。其中,所述整流電路、所述濾波電路、所述電容、所述噪聲抑制電路以及所述LED模塊設置于所述燈板上;所述模式確定電路設置于所述電源板上。
下面將結合附圖描述上述各個實施方式的具體原理,但應當理解的是以下具體的實施例僅為解釋支持作用,對本申請權利要求的保護范圍不會產(chǎn)生限制。
在本申請一個實施方式中提供一種LED日光燈,包括:整流電路,其與所述LED日光燈端部的接腳電性連接,以將該接腳接收的鎮(zhèn)流器輸出的交流信號整流;與所述整流電路耦接的LED模塊,其包括至少一個LED組件;與所述整流電路、所述LED模塊耦接的模式確認電路;所述模式確認電路包括控制電路、采樣電路及芯片供電支路;所述芯片供電支路耦接所述整流電路及所述控制電路以向所述控制電路供電;所述采樣電路耦接所述整流電路及所述控制電路以向所述控制電路提供采樣信號,所述控制電路根據(jù)所述采樣信號控制所述LED模塊執(zhí)行第一發(fā)光模式或第二發(fā)光模式。
其中,所述模式確認電路可以利用延時導通的效果,讓起始的電能不浪費的儲存在電容上,待需要時再進行放電,可以讓能源使用優(yōu)化??梢钥闯鏊瞿J酱_認電路也可以稱為延時開關電路。具體的,所述模式確認電路的控制電路可以包括IC模塊、MOS開關,MOS開關的開關動作可以控制LED模塊的發(fā)光,而IC模塊可以通過采樣信號來控制MOS開關的開關動作。MOS開關與IC模塊可以一體設計(即MOS開關內(nèi)置)形成IC模塊,也可以分體設計(即MOS開關外置),本申請并不作任何限制,下面將通過不同的實施例展示。
如圖8a所示,為本發(fā)明第三較佳實施例的LED日光燈的電路示意圖。LED日光燈500包括:整流電路510、LED模塊530、延時開關電路1590。在該實施例中,延時開關電路1590可以為模式確認電路的一個實施例。
整流電路510電性連接該LED日光燈的接腳A、接腳B(在其他的實施例中,接腳A可拆分為接腳501/502;接腳B拆分為接腳503/504),用以將耦接該接腳A或該接腳B的鎮(zhèn)流器的交流電整流成直流電。該鎮(zhèn)流器可為電感式鎮(zhèn)流器或電子式鎮(zhèn)流器。
LED模塊530電性連接該整流電路510,并對應濾波的直流電而發(fā)光。
整流電路510也可以是其他種類的全波整流電路或半波整流電路,而不影響本發(fā)明方案欲達到的功能。
在本實施例中,LED模塊530還設有電容633。該電容633與LED組件632形成的支路并聯(lián)。電容633起到穩(wěn)壓兼濾波的作用。濾波用于將整流后的該直流訊號,并濾除該直流訊號中的高頻成分。延時開關電路1590,包括:一MOS開關1591、驅動該MOS開關1591工作的IC模塊及該IC模塊的輔助模塊。該輔助模塊至少包括提供IC模塊工作電源的芯片供電支路及采樣電路。提供IC模塊工作電源的支路由電阻1594和電容1595串聯(lián)形成,在電阻1594和電容1595的連接點電聯(lián)接至IC模塊的芯片供電端口(也稱為VCC端)。采樣電路有電阻1592及1593串聯(lián)形成,IC模塊上具有電源檢測端(OVP)端口,通過該端口采樣電阻1592及1593的連接點的電壓值(對地的電壓),依據(jù)該電壓值IC模塊驅動MOS開關1591動作(導通/截止)。所述IC模塊在所述電壓值達到預定閾值時控制MOS開關1591導通,從而使所述LED模塊530發(fā)光。
參數(shù)說明:IC模塊通過采樣電阻1592及1593串聯(lián)連接點D端的電壓值(對地的電壓)。該電壓值的范圍0.7V~1.25V。較佳選取1.0V。這時IC模塊發(fā)出指令,MOS開關1591導通。電阻1592的阻值200K歐姆~500K歐姆;較佳的選取,300K歐姆~400K歐姆;本實施例中選取360K歐姆;電阻1593的阻值0.5K~4K歐姆,較佳的選取1.0K歐姆~3K歐姆;本實施例中選取1K歐姆。
在采樣本方案的LED日光燈,對于采樣電阻1593及1593串聯(lián)形成的端點C:應用在電子鎮(zhèn)流器場合時,LED日光燈接通電源初期(時間小于100ms內(nèi),通常20~30ms內(nèi))C端的電壓介于200V~300V,隨著電子鎮(zhèn)流器平穩(wěn)的工作,C端的電壓升高,進而D端的電壓也隨之升高,當D端的電壓達到設計的閾值時,IC模塊發(fā)出指令(信號),MOS開關導通(LED日光燈工作),之后MOS開關維持導通狀態(tài);應用在電感鎮(zhèn)流器場合時,利用電感鎮(zhèn)流器運行“過零”的特性,以市電120V為例,當LED日光燈通電的初期(當IC模塊采樣到D端的電壓小于0.2V時(本方案采用0.1V),IC模塊發(fā)出指令,MOS開關導通,之后MOS開關維持導通狀態(tài)。
通過上述的設計,LED日光燈可應用于電子鎮(zhèn)流器及電感鎮(zhèn)流器的場合。
上述方案中,IC模塊與MOS開關可以封裝成一個IC模塊,即將MOS開關內(nèi)置。
作為上述方案的變形,IC模塊通過采樣整流電路輸出的電流頻率,控制MOS開關的動作(導通/截止)。通常應用在電感鎮(zhèn)流器的場合時,檢出的頻率不超過400Hz(即頻率閾值為400HZ);而應用在電子鎮(zhèn)流器的場合時,為高頻信號。通過設定頻率的閾值,也可實現(xiàn)LED日光燈應用于電感鎮(zhèn)流器及電子鎮(zhèn)流器。即,所述IC模塊在所述頻率值達到頻率閾值時控制MOS開關導通,從而使所述LED模塊發(fā)光。
本實施例中,延時開關電路1590通常設置于電源板上,整流電路510、LED模塊530中的穩(wěn)流電容及LED模塊530中的LED組件(有時也稱光源202)組成的支路設置于燈板2上。
如圖8b所示,為本發(fā)明第四較佳實施例的LED日光燈的電路示意圖。LED日光燈500包括:整流電路510、LED模塊530、延時開關電路1590(也可以稱為模式確認電路)。
整流電路510分別電性連接該LED日光燈的接腳501/502及接腳503/504,用以將耦接該接腳鎮(zhèn)流器輸出的交流電整流成直流電。該鎮(zhèn)流器為電子式鎮(zhèn)流器(也可為電感式鎮(zhèn)流器)。
LED模塊530電性連接該整流電路510,并對應濾波的直流電而發(fā)光。
整流電路510也可以是其他種類的全波整流電路或半波整流電路,而不影響本發(fā)明方案欲達到的功能。
在本實施例中,LED模塊530還設置有電容633。該電容633與LED組件632形成的支路并聯(lián)。LED模塊530還設置有電感635,該電感635與LED組件632支路串聯(lián)。該電感635可以抑制噪聲。
在本發(fā)明的其它實施例中,上述電容633上還并聯(lián)有釋能電阻(圖未示,用于防止LED組件閃爍)。
在本發(fā)明的其它實施例中,上述電感635上還并聯(lián)有二極管634(該二極管的極性與LED組件632形成的支路的極性相反(如圖8b所示)。該二極管634對電感635起到續(xù)流作用。
作為本發(fā)明的實施例的變形,電感635可設置在整流電路510與LED模塊530之間(這時,LED模塊530中可不設有電感及其并聯(lián)的二極管)。還可設置在接腳與整流電路510之間(及整流之前)。這時,還可在該電感上并聯(lián)二極管(對該電感進行續(xù)流)。
作為上述實施例方案的變形,在一側整流電路510的輸出端間設有鉗位二極管以保護LED日光燈500。通常該鉗位二極管的閾值600V~800V,在本方案中,鉗位二極管的閾值為700V。
延時開關電路1590,包括:一MOS開關1591、驅動該MOS開關1591工作的IC模塊及該IC模塊的輔助模塊。該輔助模塊,至少包括,提供IC模塊工作電源的支路,及采樣電路。提供IC模塊工作電源的支路由電阻1594和電容1595串聯(lián)形成,在電阻1594(第八電阻)和電容1595(第三電容)的連接點電聯(lián)接至IC模塊的電源驅動端口(VCC)。采樣電路有電阻1592及1593串聯(lián)形成,IC模塊上具有OVP端口,通過該端口采樣電阻1592及1593的連接點的電壓值(對地的電壓),依據(jù)該電壓值IC模塊驅動MOS開關1591動作(導通/截止)。
參數(shù)說明:IC模塊通過采樣電阻1592及1593串聯(lián)連接點D端的電壓值(對地的電壓)。該電壓值0.9V~1.25V。較佳選取1.0V。這時IC模塊發(fā)出指令,MOS開關1591導通。電阻1592的阻值200K歐姆~500K歐姆;較佳的選取,300K歐姆~400K歐姆;本實施例中選取360K歐姆;電阻1593的阻值0.5K~4K歐姆,較佳的選取1.0K歐姆~3K歐姆;本實施例中選取1K歐姆。其中,電阻1592及電阻1593均可以為單個電阻,也可以由多個小(子)電阻串聯(lián)形成,只要其阻值等效為電阻1592及電阻1593的阻值大小即可。
在采樣本方案的LED日光燈,對于采樣電阻1592及1593串聯(lián)形成的端點C:應用在電子鎮(zhèn)流器場合時,LED日光燈接通電源初期(時間小于100ms內(nèi),通常20~30ms內(nèi))C端的電壓介于200V~300V,隨著電子鎮(zhèn)流器平穩(wěn)的工作,C端的電壓升高,進而D端的電壓也隨之升高,當D端的電壓達到設計的閾值時,IC模塊發(fā)出指令(信號),MOS開關導通(LED日光燈工作),之后MOS開關維持導通狀態(tài);應用在電感鎮(zhèn)流器場合時,利用電感鎮(zhèn)流器運行“過零”的特性,以市電120V為例,當LED日光燈通電的初期(當IC模塊采樣到D端的電壓小于0.2V時(本方案采用0.1V),IC模塊發(fā)出指令,MOS開關導通,之后MOS開關維持導通狀態(tài)。
增設的電感選取1~10mH。較佳的選取1~5mH。上述實施例中選取2mH。
通過上述的設計,LED日光燈可應用于電子鎮(zhèn)流器及電感鎮(zhèn)流器的場合。
上述方案中,IC模塊與MOS開關可以封裝成一個IC模塊。
作為上述方案的變形,IC模塊通過采樣,整流電路輸出的電流頻率,控制MOS開關的動作(導通/截止)。通常應用在電感鎮(zhèn)流器的場合時,檢出的頻率不超過400Hz;而應用在電子鎮(zhèn)流器的場合時,為高頻信號。通過設定頻率的閾值,也可實現(xiàn)LED日光燈應用于電感鎮(zhèn)流器及電子鎮(zhèn)流器。
本實施例中,整流電路510、LED模塊530中的穩(wěn)流電容及延時開關電路1590通常設置于點燈電路模塊5上(即電路板上),LED模塊530中的LED組件(有時也稱光源202)設置于燈板2上。
如圖8c所示,為本發(fā)明第五較佳實施例的LED日光燈的電路示意圖。與圖8b的區(qū)別在于,本實施例增加了二模擬燈絲電路570,該二模擬燈絲電路570各自包括串聯(lián)的二電阻573及574,以及串聯(lián)的電容571及572,且該二電阻573及574的連接點耦接該二電容571及572的連接點。當發(fā)光二極管燈管安裝于具有預熱功能的燈管座時(例如:具有電子鎮(zhèn)流器的燈管座),在預熱過程,交流訊號的電流可流經(jīng)該二模擬燈絲電路570的該電阻573及574、該電容571及572,而達到模擬燈絲的效果。如此,電子鎮(zhèn)流器在啟動時能夠正常度過燈絲預熱階段,而保證電子鎮(zhèn)流器正常啟動。
作為上述方案的變形,在本發(fā)明的其它實施例中,在LED日光燈的接腳(501和/或502;503和/或504)上串設一保護裝置。較佳該保護裝置為溫度保險絲,以防止LED日光燈在帶電操作時發(fā)生打火(打火的機理:電子鎮(zhèn)流器穩(wěn)定操作時會輸出高壓(通常為600Vrms),在帶電更換LED日光燈燈管時,若LED日光燈燈管一端已經(jīng)連好,一端沒有接觸好(即LED日光燈的燈頭上的導電針與燈座的導電銅片存在一定的距離)。這種情況下,由于導電針與導電銅片之間存在高壓,會擊穿空氣形成拉弧,電弧處會產(chǎn)生大量的熱,導致導電針及附近的塑料件(燈頭)融化等問題。),燒毀LED日光燈的燈頭。通常,選取溫度保險絲的溫度閾值范圍介于130度~150度。較佳的,溫度保險絲的溫度閾值范圍介于130度~140度。上述實施例中,溫度保險絲的溫度閾值范圍選取140度。當該LED日光燈的燈頭發(fā)生打火時,熔斷該溫度保險絲。
模擬燈絲電路還可采用僅是NTC(負溫度系數(shù)電阻)的方案。此時該NTC的阻值不超過15歐姆。較佳的,阻值介于2歐姆~10歐姆。通常選取4~5歐姆。
如圖8d所示,為本發(fā)明第六較佳實施例的LED日光燈的電路示意圖。
LED日光燈500包括:整流電路510、LED模塊530、控制電路2590。
整流電路510分別電性連接該LED日光燈的接腳501/502及接腳503/504,用以將耦接該接腳的鎮(zhèn)流器輸出的交流電整流成直流電。該鎮(zhèn)流器為電子式鎮(zhèn)流器(也可為電感式鎮(zhèn)流器)。
LED模塊530電性連接該整流電路510,并對應濾波的直流電而發(fā)光。
整流電路510也可以是其他種類的全波整流電路或半波整流電路,而不影響本發(fā)明方案欲達到的功能。
在本實施例中,LED模塊530包括電容633。該電容633與LED組件632形成的支路并聯(lián),起到穩(wěn)流兼濾波的作用。
LED模塊530還包括電感635,該電感635與LED組件632支路串聯(lián)。本實施例在電感635處增設一觸發(fā)電路。三極管638的基極與集電極分別連接到電感635的兩端(三極管638的集電極連接到LED組件632的陰極端),在三極管638的基極與集電極間及基極與發(fā)射極間分別設有電阻636、電阻637,三極管638的發(fā)射極連接到IC模塊2591的DRN端。通常LED組件632流出的電流經(jīng)電感635及電阻637形成回路,電流流過電阻637形成壓降,當該壓降達到三極管638的導通電壓(通常為0.7V),三極管638導通,這時部分電流經(jīng)三極管分流。本實施例中,電阻637選取1.7歐姆。但也可依據(jù)設定的電流大小而調(diào)整(即流經(jīng)該電阻的阻值與電流的乘積為三極管的導通閾值)。電阻636通常選取0.5~2K。本實施例中選取1K歐姆。
作為上述方案的變形,三極管638還可用MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)管替代。
在本發(fā)明的其它實施例中,上述電容633上還并聯(lián)有用于釋能電阻(圖未示,用于防止關斷時LED日光燈閃爍)。
在本發(fā)明的其它實施例中,上述電感635上還并聯(lián)有二極管634(該二極管的極性與LED組件632形成的支路的極性相反(如圖8b所示)。該二極管634對電感635起到續(xù)流作用。
作為本發(fā)明的實施例的變形,電感635可設置在整流電路510與LED模塊530之間(這時,LED模塊530中可不設有電感及其并聯(lián)的二極管)。還可設置在接腳與整流電路510之間(及整流之前)。這時,還可在該電感上并聯(lián)二極管(對該電感進行續(xù)流)。
控制電路2590,包括:IC模塊2591;該IC模塊包括
IC模塊2591的芯片供電(VCC)端、接地端(GND端、參考地),電流可調(diào)整觸發(fā)(CS)端,二內(nèi)置MOSFET漏極(DRN)端、及恒流模式觸發(fā)(STP)端;電阻2598的一端與整流電路510的一輸出端相連,另一端連接與電容2599的一端,電容2599的另一端接地。所述二內(nèi)置MOSFET漏極端(的連接點A)與所述LED模塊耦接。電阻2598(第八電阻)與電容2599(第三電容)的連接處電氣連接至VCC端,給IC模塊2591供電(VCC的電壓通常為10~30V,較佳的,20~30V,本實施例選取28V);
電阻2594與電阻2595串聯(lián)形成的支路兩端電性的連接到整流電路510的輸出端,電阻2594與電阻2595的連接處經(jīng)電阻2596(第七電阻)電性連接到IC模塊2591的CS端;在CS端及B點(整流電路的輸出端)間設有電容2597(第一電容);
采樣電路由電阻2592(第一電阻)及2593(第二電阻)串聯(lián)形成,IC模塊2591具有STP(即OVP)端口,通過該端口采樣電阻2592及2593的連接點D端的電壓值(對地的電壓,第一電壓值),依據(jù)該電壓值,IC模塊2591驅動其內(nèi)置的MOS導通/截止。
采樣電路由電阻2594(第三電阻)及2595(第四電阻)串聯(lián)形成,IC模塊2591具有的CS端口,通過該端口采樣電阻2594及2595的連接點E端的電壓值(對地的電壓,第二電壓值),依據(jù)該電壓值,IC模塊2591驅動其內(nèi)置的MOS開關導通/截止。
對于IC模塊2591,具有2種功能模式,即上述第一發(fā)光模式和第二發(fā)光模式。在第一發(fā)光模式下,即IC模塊2591通過與之連接的MOS開關(本方案采用IC模塊內(nèi)置MOS開關)觸發(fā)該MOS開關,則維持流進調(diào)節(jié)LED模塊530回路電流的功能(簡稱,恒流模式);在第二發(fā)光模式下,IC模塊2591通過與之連接的MOS開關(本方案采用IC模塊內(nèi)置MOS開關),具有調(diào)節(jié)流進LED模塊530電流的功能(簡稱,電流調(diào)整模式)。
接下來詳細的描述本實施例方案的IC模塊的動作,LED日光燈通電后,通過采樣電阻2592及電阻2593間的端點D的電壓信息,以及采樣電阻2594及電阻2595間的端點E的電壓信息判斷IC模塊工作于何種模式(即第一發(fā)光模式或第二發(fā)光模式;E點采集的電壓信息(對地的電壓)對應于IC模塊工作時具有調(diào)節(jié)電流的功能,而D點采集的電壓信息(對地的電壓)對應于IC模塊工作時無調(diào)節(jié)電流的功能)。即,當所述第一電壓位于所述第一電壓范圍時,所述模式確定電路確定所述LED模塊執(zhí)行第一發(fā)光模式;當所述第二電壓位于所述第二電壓范圍時,所述模式確定電路確定所述LED模塊執(zhí)行第二發(fā)光模式。
本方案中,所述LED模塊執(zhí)行第一發(fā)光模式,IC模塊工作于恒流模式,即觸發(fā)STP端,其導通條件為:當采樣D端的電壓Vd≤X1V(通常0V<X1<0.5V,較佳的0V<X1<0.3V,本案采用0.1V)或Vd≥X2V(X2≥1.0V,本案采用1.2V)時IC模塊2591內(nèi)置的開關導通。也可以認為,第一電壓范圍為大于0伏特小于0.5伏特或者大于等于1伏特。
本方案中。所述LED模塊執(zhí)行第一發(fā)光模式,IC模塊工作于電流調(diào)節(jié)模式,即觸發(fā)CS端,其導通條件為:當采樣E端的電壓X4V≤Vd≤X3V(通常0.5V<X4<0.85V,較佳的0.7V<X1<0.8V,本案采用0.75V。通常0.85V<X3<1.0V,較佳的0.9V<X3<0.98V,本案采用0.95V)。觸發(fā)CS端后,通過電阻2596及電容2597(電阻2596及電容2597形成RC電路)周期性的充放電實現(xiàn)MOS開關的開/關(通過調(diào)節(jié)MOS開關的開/關,即類似占空比,實現(xiàn)電流調(diào)節(jié)。也可以認為,第二電壓范圍為大于0.5伏特小于1伏特。電阻2596及電容2597的參數(shù)視需設計的調(diào)節(jié)電流的多少而定)。本實施例中中,電阻2596的阻值0.5K~4K歐姆,較佳的選取1.0K歐姆~3K歐姆;本案選取1K歐姆。
電容2597的容值1~500nF,較佳的選取20~30nF,本案選取4.7nF。在其它的實施例中,還可用脈沖發(fā)生器(類似PWM控制)來實現(xiàn)替代。
上述方案中,IC模塊工作于恒流模式時,此時IC模塊具有鎖存功能(即鎖住當前工作狀態(tài)的功能,實現(xiàn)恒流模式)。該鎖存功能狀態(tài)維持直至關斷外部電源。重新啟動時經(jīng)由采樣電路的采樣結果判斷工作于何種模式。
本實施例方案可應用在電子鎮(zhèn)流器場合時,LED日光燈接通電源初期(時間小于100ms內(nèi),通常20~30ms內(nèi))C端的電壓介于200V~300V,隨著電子鎮(zhèn)流器平穩(wěn)的工作,C端的電壓升高,進而D端的電壓也隨之升高,當D端的電壓達到設計的閾值時,IC模塊發(fā)出指令(信號),MOS開關導通(LED日光燈工作),之后MOS開關維持導通狀態(tài);電阻2592的阻值為540K歐姆及電阻2593的阻值為1K歐姆,IC模塊2591的導通電壓為:1.2V(也可依據(jù)該算法,預設其它的閾值)。這時流過LED模塊的電流的大小不可調(diào)節(jié)。
本實施例方案可應用在電子鎮(zhèn)流器場合時,LED日光燈接通電源初期(時間小于100ms內(nèi),通常20~30ms內(nèi))C端的電壓介于200V~300V,隨著電子鎮(zhèn)流器平穩(wěn)的工作,C端的電壓升高,進而D及E端的電壓也隨之升高,當E端的電壓達到設計的閾值時,觸發(fā)IC模塊的CS端,該IC模塊發(fā)出指令(信號),MOS開關導通(LED日光燈工作),之后MOS開關按照設計的頻率導通/截止(實現(xiàn)電流調(diào)節(jié))。電阻2594的阻值為420K歐姆及電阻2593的阻值為1K歐姆。這時流過LED模塊的電流的大小可調(diào)節(jié)。
本實施例的方案還可兼容鎮(zhèn)流器為電感型鎮(zhèn)流器。(利用電感性鎮(zhèn)流器“過零”的特性,即采樣Vd<0.25v(或0.2V)。即,第一預定區(qū)間為小于0.25伏特,以兼容電感型鎮(zhèn)流器。應用在電感型鎮(zhèn)流器場合時,利用電感鎮(zhèn)流器運行“過零”的特性,以市電120V為例,當LED日光燈通電的初期(當IC模塊采樣到D端的電壓小于0.2V時(本方案采用0.1V),觸發(fā)IC模塊2591的STP端,該IC模塊發(fā)出指令,內(nèi)置的MOS開關導通,之后MOS開關維持導通狀態(tài)。這時流過LED模塊的電流的大小不可調(diào)節(jié)。
作為上述方案的改進,為了維持STP端的穩(wěn)定,可在電阻2593處并聯(lián)一個電容(第二電容)。該電容取值100~500nF,較佳的選取200~300nF,本實施例選取220nF。
上述方案是描述結合采樣的電壓信息而設計的,在實際應用中,有時還可通過簡單的變形,通過采樣電流信息而覺得IC模塊工作在何種模式下。
上述方案中采用IC模塊內(nèi)置MOS開關的形式,在某些場合也可采用IC模塊加外置MOS開關的形式。
在其它的實施例中,可不用采樣D端的電壓Vd≤X1V觸發(fā)STP的功能,這時只需在電阻2593與等效點B間(非電阻2593靠近D端側)設置一二極管(注,該二極管的陰極連接到等效點B),利用二極管導通時的壓降來規(guī)避此功能。有時還才用二二極管串聯(lián)(接法同上,這時在該二極管上分別并聯(lián)電容,這兩電容串聯(lián)連接。
參數(shù)說明:
電阻2592的阻值200K歐姆~600K歐姆;較佳的選取,270K歐姆~600K歐姆;本實施例中選取540K歐姆;電阻2593的阻值0.5K~4K歐姆,較佳的選取1.0K歐姆~3K歐姆;本實施例中選取1K歐姆。電阻2594的阻值200K歐姆~500K歐姆;較佳的選取,300K歐姆~500K歐姆;本實施例中選取420K歐姆;電阻2595的阻值0.5K~4K歐姆,較佳的選取1.0K歐姆~3K歐姆;本實施例中選取1K歐姆。
其中,電阻2592及電阻2593、電阻2594及電阻2595均可以為單個電阻,也可以由多個小(子)電阻串聯(lián)形成,只要其阻值等效為電阻2592及電阻2593、電阻2594及電阻2595的阻值大小即可。
增設的電感選取1~10mH。較佳的選取1~8mH。上述實施例中選取6mH。
通過上述的設計,LED日光燈可應用于電子鎮(zhèn)流器及電感鎮(zhèn)流器的場合。
為增加IC模塊2591的耐壓性,在A端(二內(nèi)置MOSFET漏極端與LED模塊的連接點)與接地間增設一雙向二極管或放電管。雙向二極管或放電管的電壓閾值300~600V(耐壓上限與IC模塊的耐壓上限相同)。較佳的,選取400~500V。本實施例中閾值選取為400V。
上述的設計IC模塊方案的設計思路(電流調(diào)節(jié)模式或恒流模式)可應用到如圖8a,b,c所示的方案中,參數(shù)視應用場景作適當?shù)恼{(diào)整(在此不在重復)。
作為上述方案的變形,在本發(fā)明的其它實施例中,在LED日光燈的接腳(501和/或502;503和/或504)上串設一保護裝置。較佳該保護裝置為溫度保險絲,以防止LED日光燈在帶電操作時發(fā)生打火(打火的機理:電子鎮(zhèn)流器穩(wěn)定操作時會輸出高壓(通常為600Vrms),在帶電更換LED日光燈燈管時,若LED日光燈燈管一端已經(jīng)連好,一端沒有接觸好(即LED日光燈的燈頭上的導電針與燈座的導電銅片存在一定的距離)。這種情況下,由于導電針與導電銅片之間存在高壓,會擊穿空氣形成拉弧,電弧處會產(chǎn)生大量的熱,導致導電針及附近的塑料件(燈頭)融化等問題。),燒毀LED日光燈的燈頭。通常,選取溫度保險絲的溫度閾值范圍介于130度~150度。較佳的,溫度保險絲的溫度閾值范圍介于130度~140度。上述實施例中,溫度保險絲的溫度閾值范圍選取140度。當該LED日光燈的燈頭發(fā)生打火時,熔斷該溫度保險絲。
模擬燈絲電路還可采用僅是NTC(負溫度系數(shù)電阻)的方案。此時該NTC的阻值不超過15歐姆。較佳的,阻值介于2歐姆~10歐姆。通常選取4~5歐姆。
如圖8e所示,為本發(fā)明第七較佳實施例的LED日光燈的電路示意圖。與圖8d的區(qū)別在于,本實施例增加了二模擬燈絲電路570,該二模擬燈絲電路570各自包括串聯(lián)的二電阻573及574,以及串聯(lián)的電容571及572,且該二電阻573及574的連接點耦接該二電容571及572的連接點。即LED日光燈能應用在PS型鎮(zhèn)流器的場合,當該LED日光燈安裝于具有預熱功能的燈管座時(例如:具有PS型鎮(zhèn)流器的燈管座),在預熱過程,交流訊號的電流可流經(jīng)該二模擬燈絲電路570的該電阻573及574、該電容571及572,而達到模擬燈絲的效果。如此,PS型鎮(zhèn)流器在啟動時能夠正常度過燈絲預熱階段,而保證鎮(zhèn)流器正常啟動。
參數(shù)說明:如圖8e所述的方案中,對于模擬燈絲電路570,電阻573及電阻574的阻值10K歐姆~1M(兆)歐姆,較佳的采用100K歐姆~1M(兆)歐姆,本方案中采用100K歐姆;電容571及572的容值:3nF~2pF,較佳的,電容571及572的容值:3nF~100nF,本方案中,采用4.7nF。
在實際應用時,起穩(wěn)流作用大電容633可用2顆小電容串聯(lián)進行冗余設計。這時由于采用2顆小電容,該小電容可選用薄膜型電容,這樣可將其設置在燈板上,(通常采用單顆大電容時該電容設置在電源模塊中)。采用本方案的實施例,電源模塊設置于LED日光燈兩側的燈頭內(nèi)(某些場合也有僅設置在一側的燈頭),電源模塊包括:一側的模擬燈絲電路570(也可將兩側的模擬燈絲電路570皆設置于電源模塊),整流電路,控制電路2590等,LED模塊530中的LED組件632支路串聯(lián)在燈板上,其余組件(如電感635等)通過合理的布局設置在電源模塊上。
如圖8f所示,為本發(fā)明第八較佳實施例的LED日光燈的電路示意圖。
LED日光燈500包括:整流電路510、LED模塊530、控制電路3590。
整流電路510分別電性連接該LED日光燈的接腳501/502及接腳503/504,用以將耦接該接腳鎮(zhèn)流器輸出的交流電整流成直流電。該鎮(zhèn)流器為電子式鎮(zhèn)流器。
LED模塊530電性連接該整流電路510,并對應濾波的直流電而發(fā)光。
整流電路510也可以是其他種類的全波整流電路或半波整流電路,而不影響本發(fā)明方案欲達到的功能。
在本實施例中,LED模塊530包括主要用于濾波的電容633。該電容633與LED組件632形成的支路并聯(lián),起到穩(wěn)壓兼濾波的作用。
若流進LED模塊530的電流過大時,則流過MOS開關3591的電流也隨之增加,如,流過MOS開關3591的電流超過其額定值,MOS開關溫度上升,MOS開關3591長期處于該狀態(tài)時,MOS開關3591會損壞或縮短使用壽命。進而影響LED日光燈的使用壽命。為防止流過MOS開關3591的電流過大,在該MOS開關3591上并聯(lián)一三極管3592,當流經(jīng)MOS開關3591的電流超出設定的閾值時,通過該三極管3592進行分流。
接下來,描述三極管3592的工作過程。三極管3592的基極與發(fā)射極間設有電阻3593(第九電阻)。通常LED組件632流出的電流經(jīng)MOS開關3591、電阻3593形成回路,電流流過電阻3593,在該電阻上形成壓降,當該壓降達到三極管3592的導通電壓(通常為0.7V),三極管3592導通,這時部分電流經(jīng)三極管后與電阻3593流出的電流合流后形成回路。從而達到抑制流過MOS開關3591電流的目的。
本實施例中,電阻3593與流過該電阻的電流對應關系:
假設電阻3593的阻值,Rx=10Ω,三級管3592的發(fā)射結正偏電壓0.7V,三極管電流放大倍數(shù)β=50,電路中的電流,I總=1A:
達到三級管3592的發(fā)射結正偏電壓0.7V時,流過電阻3593的電流為Ir=0.7/10(mA)=70(mA),流過三極管3592的發(fā)射極的電流Ie=I總-Ir=930(mA);這時流過三極管3592的基極的電流Ib=Ie/(1+β)=18.2(mA);
則流過MOS開關3591的電流:Imos=Ib+Ir=88.2(mA)。
MOS開關3591的驅動信號由IC發(fā)出。本實施例中,MOS開關3591導通后,一直維持導通的狀態(tài),可進一步的降低該MOS開關的開關損耗。在其它的實施例中,MOS開關3591還可為不超過100KHz的頻率進行開關。
需要說明的是,上述只是給出一個參考的實施例,具體參數(shù)及規(guī)格可視應用的場合而稍有不同。
在本發(fā)明的其它實施例中,上述電容633上還并聯(lián)有用于釋能的高阻抗電阻(圖未示,用于防止LED組件閃爍),其阻值通常為幾十K到幾百K歐姆之間。應用于大功率時(通常功率大于30W),該電阻可采用水泥電阻來釋放濾波電容的能量,防止LED燈閃爍。
發(fā)明人在試驗的過程中發(fā)現(xiàn),如圖8f示方案的LED日光燈在與一些品牌的電子鎮(zhèn)流器組合應用時,由噪音的產(chǎn)生,為此,發(fā)明人對圖8f的方案進行了進一步的改善,提出如圖8g所示的方案。該方案與圖8f示方案的區(qū)別在于:
LED模塊530還包括抑制電流突變的電感635,該電感635與LED組件632支路串聯(lián)。通過該電感635來抑制回路中電流的突變。進而抑制由于電子鎮(zhèn)流器輸出電流的幅度變化而產(chǎn)生的噪音(這時電子鎮(zhèn)流器輸出電流幅度變化引起的噪音不是完全沒有了,而是這時電流幅度變化的頻率人耳對此不敏感)。
申請人在實驗的過程中還發(fā)現(xiàn),由于電感635具有抑制電流突變的功能,若初始流進該電感的電流較大(如1A),則該電感一直處于流過較大電流的狀態(tài),由于電感本身具有阻值,這樣其發(fā)熱比較厲害。為了降低電感的發(fā)熱量,可通過利用三極管旁路電路的形式來抑制流進電感635的電流,同時達到LED模塊的照明要求。
接下來,詳細的描述三極管旁路電路。三極管638的基極與集電極分別連接到電感635的兩端(三極管638的集電極連接到LED組件632的陰極端),在三極管638的基極與集電極間及基極與發(fā)射極件分別設有電阻636、電阻637,三極管638的發(fā)射極連接到MOS開關4592的漏極端。通常LED組件632流出的電流經(jīng)電感635、電阻637及MOS開光4591形成回路,電流流過電阻637形成壓降,當該壓降達到三極管638的導通電壓(通常為0.7V),三極管638導通,這時部分電流經(jīng)三極管分流。從而達到抑制流經(jīng)電阻637的電流(實現(xiàn)抑制流進電感635的電流過大的目的)。本實施例中,電阻637選取1.7歐姆。但也可依據(jù)設定的電流大小而調(diào)整(即流經(jīng)該電阻的阻值與電流的乘積為三極管的導通閾值)。電阻636通常選取0.5~2K。本實施例中選取1K歐姆。電阻636具有過壓保護作用,其用于保護三極管不被高壓擊穿。
在本發(fā)明的其它實施例中,上述電容633上還并聯(lián)有用于釋能電阻(圖未示,用于防止LED組件閃爍)。
在本發(fā)明的其它實施例中,上述電感635上還并聯(lián)有二極管634(該二極管的極性與LED組件632形成的支路的極性相反(如圖8b所示)。該二極管634對電感635起到續(xù)流作用。
對于MOS開關3591的驅動信號由IC發(fā)出。IC模塊至少包括一信號采集電路及電源供給電路(圖未示)。在本發(fā)明的其它實施例中,MOS開關與IC模塊可封裝到一個模塊中。
在本發(fā)明的其它實施例中,在圖8f及圖8g所示的方案,兩端增加如圖8f中所示的模擬燈絲電路570,該模擬燈絲電路570各自包括串聯(lián)的二電阻573及574,以及串聯(lián)的電容571及572,且該二電阻573及574的連接點耦接該二電容571及572的連接點。當發(fā)光二極管燈管安裝于具有預熱功能的燈管座時(例如:具有電子鎮(zhèn)流器的燈管座),在預熱過程,交流訊號的電流可流經(jīng)該二模擬燈絲電路570的該電阻573及574、該電容571及572,而達到模擬燈絲的效果。如此,電子鎮(zhèn)流器在啟動時能夠正常度過燈絲預熱階段,而保證電子鎮(zhèn)流器正常啟動。
燈板采用印刷電路板或可撓性電路板(較佳的選用可撓性電路板即FPC板),而電源模塊則采用印刷電路板的結構。
在其它的實施例中,可將并聯(lián)于電容633的用于防止關斷電源時發(fā)生閃爍的大電阻也設置于燈板上。電感635設置于電源模塊上,還有一個好處在于:本案選用的抑制電流突變的電感的感值為6mH,比較重,如設置于燈板由于燈板采用可撓性結構(即燈板比較軟),制造時會增加制作的難度。
發(fā)明人在推進如圖8c-圖8f的方案時發(fā)現(xiàn),該方案雖有效的降低在應用于與某些鎮(zhèn)流器匹配時,鎮(zhèn)流器的噪音問題。但是該方案,由于皆引入電感635,通常選用的電感635的重量比較重。
若該電感635用在采用柔性電路板作為燈板結構(燈板比較柔軟)的LED日光燈中,后期制作LED日光燈時帶來極大困難,增加制造的難度;
若將電感635設置在電源5的電源板上,依據(jù)圖8c-圖8f的拓撲方案,電源5的電源板與燈板通常通過焊接的方式進行連接,這樣的焊接實現(xiàn)方式,電源板上需設置3個焊盤(燈板上設置有與之對應的設有3個焊接點),這三個焊盤設計用于電氣連接由光源202形成支路的正極,負極以及接地;
若將電感635分別設置于模擬燈絲電路570與整流單元510之間(即將電感635放到整流單元510的前面),這樣的拓撲電路,當流過電感635的電流下降時,電感635上產(chǎn)生反向電壓,經(jīng)由光源202形成支路進行續(xù)流,這使得流經(jīng)光源202的電流比預先設計的高很多。LED日光燈的功率異常。
為此,本發(fā)明的實施例還進一步的對圖8c-圖8f的方案進行改善。提出一種改進的方案即第八較佳實施例如圖8h所示,LED日光燈500包括:整流單元510、LED模塊530、延時開關電路1590及模擬燈絲電路570。
在其它的實施例中,LED日光燈500可采用沒有模擬燈絲電路570的方案(與搭載模擬燈絲電路570的LED日光燈相比,區(qū)別僅在于該方案不能應用于兼容PS鎮(zhèn)流器場合)。
整流單元510分別電性連接該LED日光燈的接腳501/502及接腳503/504,用以將耦接該接腳的鎮(zhèn)流器輸出的交流電整流為直流電。該鎮(zhèn)流器為電子式鎮(zhèn)流器(也可為電感式鎮(zhèn)流器)。在有的實施例中,也有采用在LED日光燈的一側燈頭上只有一個接腳的情況(及接腳501/502合并為一個接腳,或503/504合并為一個接腳)。
LED模塊530電性連接該整流單元510,并對應濾波的直流電而發(fā)光。
整流單元510也可以是其他種類的全波整流電路或半波整流電路,而不影響本發(fā)明方案欲達到的功能。
在本實施例中,還包括延時開關電路1590,該電路的功能同上述方案,在此不再重復描述。在其它的實施例中,還可用上述實施例方案中的控制電路2590來替代。
在整流單元510與模擬燈絲電路570之間分別設有電感3631(第一電感),電感3632(第二電感)及電感3633(第三電感),電感3634(第四電感)串聯(lián)形成的支路。在電感3631,電感3632,電感3633,電感3634上分別并聯(lián)有起續(xù)流作用的二極管3635(第一二極管),二極管3636(第二二極管),二極管3637(第三二極管),二極管3638(第四二極管)。在電感3631與電感3632的支路分別并聯(lián)的二極管3635與二極管3636的極性相反;在電感3633與電感3634的支路分別并聯(lián)的二極管3637與二極管3638的極性相反。這樣設計的優(yōu)點在于:
以鎮(zhèn)流器(圖未示)輸出的電流流經(jīng)接腳501及502為例(鎮(zhèn)流器輸出的電流流經(jīng)接腳503及504側機理與之類似),電流經(jīng)二極管3635流經(jīng)電感3632然后經(jīng)整流單元510后經(jīng)LED模塊530、開關1591經(jīng)二極管3637、電感3634,從接腳503及504流出。電流減少時(或流向改變),電感3632產(chǎn)生反向電壓經(jīng)二極管3636續(xù)流,這樣電流不會流經(jīng)LED模塊530,從而不會影響LED模塊530的電流。
這樣設計的好處在于,
①:采用4顆小電感(較佳的,4顆小電感感值相同)取代原電感635,可優(yōu)化電源5的體積。
②:較之前的單顆電感635,從電感產(chǎn)生熱量的角度,可分散電源5在工作時電感5產(chǎn)生的熱量,從而提高電源5的信賴性,電源5工作產(chǎn)生的熱量一部分經(jīng)由燈頭上的設置的WiFi狀散熱孔進行(,然散熱孔的形狀還可為:孔狀、方形狀、笑臉狀、長條狀等)散熱,WiFi狀孔還兼具除濕作用(通過對該孔進行吹氣/抽氣吸出LED日光燈管內(nèi)的水汽)。
③:采用該方案后,電源5與燈板的連接更加可靠(可在電源5的電源板設置一個焊盤與柔性燈板焊接而定),較3個焊盤的結構提高了LED日光燈500的整體可靠性。(減小由于焊盤虛焊而引發(fā)的打火拉弧發(fā)生機率:原理同上,在此不再描述)。
④:流經(jīng)LED模塊530的電流基本不變,燈管功率與設計功率相同。
在其它的實施例中,模擬燈絲電路570可用其它類似功能電路代替,如上述提及的采用負溫度系數(shù)電阻的方案等。
參數(shù)說明:
上述方案中,電感3631,電感3632,電感3633,電感3634的值介于1mH~5mH;較佳的選取2mH~4mH;本實施例中選取3mH。
二極管3635,二極管3636,二極管3637,二極管3638的耐壓值介于200V~700V,較佳的介于300V~600V,本實施例中選取600V。另外,該二極管可選取正向壓降較小(通常二極管正向壓降0.7V,本實施例宜選取正向壓降低于0.7V的二極管,如正向壓降為0.5V)的二極管的類型以減少在續(xù)流階段二極管的功耗(或發(fā)熱),提高其信賴性。
作為上述方案的變形,還可分別在LED日光燈的一側接腳501和/或接腳502以及接腳503和/或接腳504上設置上述方案中采用的溫度保險絲,以防止LED日光燈在帶電操作時發(fā)生打火(原理在上面的實施例里已描述,在此不再重復)。
如圖9所示,為模擬燈絲電路570的變形。如圖9a所示為一模擬燈絲電路1960拓撲示意,該模擬燈絲電路1960包括電阻1963以及串聯(lián)的電容1961及1962,且該電容1961及1962的串聯(lián)支路與電阻1963并聯(lián)。
如圖9b所示為一模擬燈絲電路1660拓撲示意,該模擬燈絲電路1660包括電阻1665以及電容1663,且該電阻1665以及電容1663并聯(lián)。
模擬燈絲電路還可采用僅是NTC(負溫度系數(shù)電阻)的方案。此時該NTC的阻值不超過15歐姆。較佳的,阻值介于2歐姆~10歐姆。通常選取4~5歐姆。
在較佳的實施例中,電源模塊的印制電路板可采用雙面均設有電子組件。整流電路510、濾波電路520等電路中的部分或全部電路包括有雙列直插式(DIP,dual inline-pin)封裝組件。這些雙列直插式封裝組件在左側或/及右側印制電路板,被設置在同一側;另外,左側或/及右側印制電路板也可設置非雙列直插式封裝的組件。由于組件高度較高的雙列直插式封裝組件被設置于同一側,可以有效降低已設置組件的印制電路板整體高度。
在另一實施例,可以設置于印刷電路板的組件高度為分類依據(jù)。印刷電路板上組件高度高于一預定高度值的組件統(tǒng)一設置于同一側;而其它的組件的設置則不限制,也可已在同一側、或部分或全部于另一側。
由于燈頭3上設有透氣孔,可以使燈頭內(nèi)的這些電子組件所產(chǎn)生的熱可以透過透氣孔進行對流散熱。較佳的,燈管的材質為玻璃。玻璃材質的熱傳導優(yōu)于塑料材質。LED組件202貼于燈管內(nèi)壁時,LED組件202工作所產(chǎn)生的熱可以透過玻璃管傳導而進行散熱,甚至LED組件202所產(chǎn)生的的熱也可以同時透過透氣孔進行對了散熱。或者通過該散熱孔吹出或吸出LED日光燈內(nèi)的水汽。
在本實施例中,也可以不采用公插501、母插201的連接方式,而可以用傳統(tǒng)導線打線方式取代,即采用一根傳統(tǒng)的金屬導線,將金屬導線的一端與電源電連接,另一端與燈板2電連接,但導線打線連接的方式有可能在在運輸過程中會有斷裂的潛在隱患,質量上稍差。
如上所述,本發(fā)明完全符合專利三要件:新穎性、創(chuàng)造性和產(chǎn)業(yè)上的實用性。本發(fā)明在上文中已以較佳實施例揭露,然熟悉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)明的范圍。應注意的是,舉凡與該實施例等效的變化與置換,均應設為涵蓋于本發(fā)明的范疇內(nèi)。因此,本發(fā)明的保護范圍當以所附的權利要求書所界定范圍為準。