一種介于直流發(fā)光元件與安定器的間的電源轉(zhuǎn)換裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種介于直流發(fā)光元件與安定器間的電源轉(zhuǎn)換裝置，包含：一第一熒光燈仿真模塊，一第二熒光燈仿真模塊，以及一整流模塊；其中，該第一熒光燈仿真模塊具有兩個(gè)電流輸入連接端，是分別電性連接于該安定器的第一組交流電輸出端；該第二熒光燈仿真模塊也具有兩個(gè)電流輸入連接端，是分別電性連接于該安定器的第二組交流電輸出端；該整流模塊的兩輸入端是電性連接于該安定器的第一組交流電輸出端與第二交流電輸出端中的任一輸出端，并輸出一整流后的直流電源，以提供該直流發(fā)光元件所需的電源。本發(fā)明的有益效果是在于提供一種介于直流發(fā)光元件與安定器之間的電源轉(zhuǎn)換裝置，適用于現(xiàn)有使用安定器的照明裝置。
【專利說明】一種介于直流發(fā)光元件與安定器的間的電源轉(zhuǎn)換裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)一種電源轉(zhuǎn)換裝置，尤指一種介于直流發(fā)光元件與安定器間的電源轉(zhuǎn)換裝置，適用于現(xiàn)有使用安定器的照明裝置，以將電能轉(zhuǎn)換成可直接用于直流發(fā)光元件的電源。
【背景技術(shù)】
[0002]因能源與全球氣候變化的議題、綠能及其他替代性能源的開發(fā)推廣，使得高效能的發(fā)光源的應(yīng)用倍受重視。目前以發(fā)光二極管(LED)作為取代現(xiàn)有熒光燈管也成為重要的討論選項(xiàng)及應(yīng)用。由于提供熒光燈管電源的是具有高功率因素(power factor，簡稱功因)的電子式安定器或一般需起動(dòng)器(starter)的傳統(tǒng)硅鋼片式安定器，但安定器所提供的電源無法直接使用于直流發(fā)光體，例如，發(fā)光二極管。因此必需有一個(gè)電源轉(zhuǎn)換裝置，能將從安定器所提供的電源經(jīng)過適當(dāng)轉(zhuǎn)換，以提供如發(fā)光二極管等的直流發(fā)光源使用。
[0003]所謂的安定器(或稱鎮(zhèn)流器、Ballast)是一種電器設(shè)備，是用于克服氣體放電型電光源的負(fù)阻特性，使之能夠正常工作。氣體放電型電光源由于其放電機(jī)制，使其在正常工作區(qū)往往具有負(fù)電阻特性:亦即隨著電流的增加，電壓反而減??；反之亦然。因此如果將氣體放電燈直接接到電壓源，將會(huì)因電流迅速增大到超過極限而燒毀，因此必須使用安定器串聯(lián)在電路中對其電流進(jìn)行限制。公知的傳統(tǒng)安定器是一個(gè)由漆包線和由硅鋼片組成的鐵芯纏繞而成的電感，往往還需要與一個(gè)啟動(dòng)器配合使用。另一方面，日益發(fā)展成熟的電子安定器(Electronic Ballast)也逐漸取代傳統(tǒng)電感式安定器。
[0004]電子式安定器是指采用電子技術(shù)驅(qū)動(dòng)電光源，使之產(chǎn)生所需照明的電子設(shè)備。因其輕便小巧，甚至可與燈管等一起整合，越來越多的熒光燈使用電子安定器。電子安定器還具有其他功能，例如可以通過提高電流頻率或者改變電流波形(例如變成方波)，以改善或消除熒光燈的閃爍現(xiàn)象。電子式安定器的功率因素高，其功率因素高于0.95。其他優(yōu)點(diǎn)尚包括，耗能低，發(fā)熱量小可減少電路負(fù)荷及耗電；噪音低，高質(zhì)量電子安定器噪音可達(dá)35db以下；預(yù)熱燈管后一次起點(diǎn)成功，可避免多次起點(diǎn)，延長燈管壽命；瞬間起動(dòng)不致閃爍，免用啟動(dòng)器；發(fā)光更穩(wěn)定，有利于提高視覺分辨率，提高功效，降低連續(xù)作業(yè)的視覺疲勞，有利于保護(hù)視力。在電源、電壓偏差很大時(shí)，仍能保持光源恒定功率，穩(wěn)定光照度，有利于節(jié)能。因此，電子式安定器已被廣為應(yīng)用，漸漸取代一般需起動(dòng)器(starter)的硅鋼片式安定器。
[0005]如前所述，為提升熒光燈照明電能使用效率，已經(jīng)把具有高功率因數(shù)的電子式安定器取代一般需起動(dòng)器(starter)的硅鋼片式安定器(功因約為0.65)，目前得知發(fā)光二極管發(fā)光效能佳及壽命長的優(yōu)勢，已成為節(jié)能的發(fā)光源。故利用原有高功率因數(shù)的電子式安定器再搭配發(fā)光效能佳及壽命長的發(fā)光二極管是一個(gè)極具優(yōu)勢的照明方案。
[0006]然而，由于安定器所輸出的是交流(AC)電流，在加上安定器是用于克服氣體放電型電光源的負(fù)阻特性，因此，安定器無法直接連接于直流式(DC)的發(fā)光二極管。換言之，必需要采用一裝置將安定器輸出的交流型式的電能正確有效地供給需直流電源的發(fā)光二極管使用。[0007]目前多以除去安定器，加入一個(gè)將交流(AC)市電轉(zhuǎn)換為直流電源的電源轉(zhuǎn)換模塊(AC to DC power module),此方法在使用壽命、效率及成本皆受限于所使用元件特性,包含開關(guān)元件(如:M0SFET)、輸出濾波電容(如:電解電容的電解液的壽命問題)、及變壓器質(zhì)量大小成本問題等。因此，如何開發(fā)一裝置，以應(yīng)用于現(xiàn)有使用安定器的照明裝置，將電能轉(zhuǎn)換成可直接用于直流發(fā)光源件的電流，以順利地與市場上現(xiàn)有各種品牌型式的傳統(tǒng)式或電子式安定器正常搭配使用，且能夠適用于各種品牌型式的安定器所提供的電源能正常工作，而不致產(chǎn)生誤動(dòng)作，實(shí)為一重要課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]基于上述【背景技術(shù)】的缺失，本發(fā)明的主要目的在于提供一種介于直流發(fā)光元件與安定器之間的電源轉(zhuǎn)換裝置，適用于現(xiàn)有使用安定器的照明裝置，以將電能轉(zhuǎn)換成可直接用于直流發(fā)光元件的電能，以順利地與市場上現(xiàn)有各種品牌型式的安定器正常搭配使用。
[0009]本發(fā)明的另一目的在于提供一種仿真模型，是仿真熒光燈在現(xiàn)有使用安定器的照明裝置中的電氣特性。
[0010]為達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供一種介于直流發(fā)光元件與安定器之間的電源轉(zhuǎn)換裝置，包含:一第一熒光燈仿真模塊，一第二熒光燈仿真模塊，以及一整流模塊。其中，該第一熒光燈仿真模塊具有兩個(gè)電流輸入連接端，是分別電性連接于該安定器的第一組交流電輸出端；該第二熒光燈仿真模塊也具有兩個(gè)電流輸入連接端，是分別電性連接于該安定器的第二組交流電輸出端；該整流模塊的兩輸入端是電性連接于第一熒光燈仿真模塊兩端(即安定器的第一組交流電輸出端)與第二熒光燈仿真模塊兩端(即第二組交流電輸出端)中的其中各一輸出端，并輸出一整流后的直流電流，以提供該直流發(fā)光元件所需的電源。
[0011]為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)更能明顯易懂，下文將以實(shí)施例并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。需注意的是，所附圖式中的各元件僅是示意，并未按照各元件的實(shí)際比例進(jìn)行繪示。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1所示為本發(fā)明的一種介于直流發(fā)光元件與安定器之間的電源轉(zhuǎn)換裝置的使用架構(gòu)示意圖。
[0013]圖2所示為本發(fā)明的介于直流發(fā)光元件與安定器之間的電源轉(zhuǎn)換裝置的實(shí)施例的架構(gòu)示意圖。
[0014]圖3所示為第一熒光燈仿真模塊與第二熒光燈仿真模塊的一等效電路的實(shí)施例示意圖。
[0015]圖4所示為本發(fā)明的整流模塊的一實(shí)施例示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]圖1所示為本發(fā)明的一種介于直流發(fā)光元件與安定器之間的電源轉(zhuǎn)換裝置的使用架構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明的一種介于直流發(fā)光元件與安定器之間的電源轉(zhuǎn)換裝置102是置放于一安定器101與一直流發(fā)光兀件103之間；該安定器101是連接于一交流電源110，并且具有第一組交流電輸出端1011與第二組交流電輸出端1012，以輸出交流電源供一光源使用。值得注意的是，由于是輸出交流電源，每一組交流電輸出端分別具有兩輸出端點(diǎn)(亦即兩條連接線)，以提供與負(fù)載(load)電性連接，其中該負(fù)載在本實(shí)施例中為一光源。本發(fā)明的介于直流發(fā)光元件與安定器之間的電源轉(zhuǎn)換裝置102分別電性連接于該安定器101的第一組交流電輸出端1011與第二組交流電輸出端1012，并將其轉(zhuǎn)換為一直流電源輸出(如L+與L-所標(biāo)示)，以驅(qū)動(dòng)所屬電性連接的直流發(fā)光元件103。在本實(shí)施例中，直流發(fā)光兀件103是為由至少一個(gè)發(fā)光二極管(LED)所構(gòu)成的發(fā)光體。
[0017]圖2所示為本發(fā)明的介于直流發(fā)光元件與安定器之間的電源轉(zhuǎn)換裝置的實(shí)施例的架構(gòu)示意圖。如圖2所示，本發(fā)明的介于直流發(fā)光元件與安定器之間的電源轉(zhuǎn)換裝置，包含:一第一熒光燈仿真模塊201，一第二熒光燈仿真模塊202，以及一整流模塊203 ;其中，該第一熒光燈仿真模塊201具有兩個(gè)電流輸入連接端，是分別電性連接于該安定器101的第一組交流電輸出端1011 ;該第二熒光燈仿真模塊202也具有兩個(gè)電流輸入連接端，是分別電性連接于該安定器101的第二組交流電輸出端1012 ;該整流模塊203的兩輸入端是電性連接于該安定器101的第一組交流電輸出端1011與第二交流電輸出端1012中的其中各一輸出端，并輸出一整流后的直流電流，以提供該直流發(fā)光元件103所需的電源。值得注意的是，雖然在圖示中，該整流模塊203的兩輸入端是分別電性連接于該安定器101的第一組交流電輸出端1011與第二交流電輸出端1012中的其中位于下方輸出端,但并不限于此；該整流模塊203可電性連接于該第一組交流電輸出端1011與第二交流電輸出端1012中的各任一輸出端。
[0018]值得注意的是，由于安定器101是針對公知的氣體放電型電光源(例如，熒光燈)的負(fù)阻特性而設(shè)計(jì)，其第一組交流電輸出端與第二交流電輸出端所輸出的交流電源并非該直流發(fā)光元件103所需的電源。因此，第一熒光燈仿真模塊201與第二熒光燈仿真模塊202，是針對氣體放電型電光源(例如，熒光燈)的負(fù)阻特性，以一等效電路的方式仿真該氣體放電型電光源的電器特性，再借由整流模塊203將該第一組交流電輸出端與第二交流電輸出端所輸出的交流電源，轉(zhuǎn)換成整流后的直流電源，以輸出提供該直流發(fā)光元件103所需的電源。換言之，從該安定器101方面來看，本發(fā)明的介于直流發(fā)光元件與安定器之間的電源轉(zhuǎn)換裝置102與該直流發(fā)光元件103所構(gòu)成的負(fù)載，具有公知的氣體放電型電光源相同的電氣特性，因此可以直接取代公知的氣體放電型電光源，用于現(xiàn)有使用安定器的照明裝置，以順利地與市場上現(xiàn)有各種品牌型式的安定器正常搭配使用。
[0019]圖3所示為第一熒光燈仿真模塊與第二熒光燈仿真模塊的一等效電路的實(shí)施例示意圖。如圖3所示，該第一熒光燈仿真模塊與第二熒光燈仿真模塊可分別由一電阻器301、一電感器302、或一電阻器301串連一電感器302而成，其特征在于具有低電阻值。圖3所不為一電阻器301串聯(lián)一電感器302而成電路，以仿真突光燈的電氣特性規(guī)格。該突光燈仿真模塊是仿真熒光燈管內(nèi)燈絲電極片，因此，該第一熒光燈仿真模塊與第二熒光燈仿真模塊可具有相同的電氣特性規(guī)格。
[0020]本發(fā)明的第一熒光燈仿真模塊與第二熒光燈仿真模塊的原理說明如下。本發(fā)明是利用電阻器301及電感器302所構(gòu)成的電氣模型(亦即，第一熒光燈仿真模塊201與第二熒光燈仿真模塊202)將安定器的輸出電源引出，而原本熒光燈內(nèi)部是利用此輸出電源點(diǎn)亮燈管。以電子式安定器而言該電源為交流高頻(一般約為40K Hz，或可達(dá)更高50K Hz以上)高電壓(一般約為300V，或可達(dá)更高600V以上)，必需馬上導(dǎo)入負(fù)載端。故當(dāng)本發(fā)明實(shí)施例中的LED負(fù)載取代原本突光燈內(nèi)部負(fù)載時(shí)，利用前述的電氣模型把安定器的輸出端(四線)對應(yīng)熒光燈輸入兩端(四線)，再利用兩端各引出一線，則是把四線架構(gòu)導(dǎo)為兩線架構(gòu)，把兩線架構(gòu)(此時(shí)此兩線為交流高頻高電壓電源)導(dǎo)入橋式整流為直流電源型式(如L+、L-所標(biāo)示)供給LED負(fù)載。其中，電阻及電感電氣模型為低阻值，其阻值約為I奧姆以下。由于此電阻及電感電氣模型的低阻值特性，本發(fā)明也可應(yīng)用于其他型式架構(gòu)的安定器，例如，只有三線輸出的電子式安定器，使用只有三線輸出的電子式安定器時(shí)，通常將該熒光燈管的兩端皆以短路(short)聯(lián)接。
[0021]圖4所示為本發(fā)明的整流模塊的一實(shí)施例示意圖。如圖4所示，本發(fā)明的整流模塊可借由一全波橋式整流電路來實(shí)現(xiàn)，該全波橋式整流電路是由四個(gè)整流二極管橋接而成。該全波橋式整流電路的兩輸入端分別電性連接于該第一熒光燈仿真模塊與第二熒光燈仿真模塊的任一端。值得注意的是，此時(shí)，該第一熒光燈仿真模塊與第二熒光燈仿真模塊的任一端所輸出的交流電源為一高頻高壓交流電源。由于該第一突光燈仿真模塊與第二突光燈仿真模塊的兩端各自連接于安定器101的第一組交流電輸出端與第二交流電輸出端，因此，該全波橋式整流電路的兩輸入端亦等同于連接至安定器101的第一組交流電輸出端與第二交流電輸出端中各組的各一端，以將來自安定器101的交流電流轉(zhuǎn)換為直流電流以提供直流發(fā)光元件103使用。
[0022]經(jīng)由以上本發(fā)明的實(shí)施例與現(xiàn)有的公知技術(shù)比較，本發(fā)明有以下的優(yōu)點(diǎn):
[0023]1.可直接取代公知的熒光燈管，直接應(yīng)用于現(xiàn)有安定器的照明裝置，避免重新建置照明設(shè)備的費(fèi)用；
[0024]2.結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，具市場競爭力。
[0025]因此，本發(fā)明的一種介于直流發(fā)光元件與安定器之間的電源轉(zhuǎn)換裝置，確能借所揭露的技藝，達(dá)到所預(yù)期的目的與功效，符合發(fā)明專利的新穎性，進(jìn)步性與產(chǎn)業(yè)利用性的要件。
[0026]上述實(shí)施例僅是為了方便說明而舉例，雖遭所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員任意進(jìn)行修改，均不會(huì)脫離如權(quán)利要求書中所欲保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電源轉(zhuǎn)換裝置，適用設(shè)置于一直流發(fā)光元件與一安定器間，該電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，包含: 一第一熒光燈仿真模塊，具有兩個(gè)電流輸入連接端，是分別電性連接于該安定器的一第一組交流電輸出端； 一第二熒光燈仿真模塊，具有兩個(gè)電流輸入連接端，是分別電性連接于該安定器的一第二組交流電輸出端；以及 一整流模塊，具有兩輸入端，兩輸入端是電性連接于該第一熒光燈仿真模塊兩端與該第二熒光燈仿真模塊兩端的其中各一輸出端，并輸出一整流后的直流電流，以提供該直流發(fā)光元件所需的電源。
2.如權(quán)利要求1所述的電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述第一熒光燈仿真模塊與該第二熒光燈仿真模塊，為針對氣體放電型電光源的負(fù)阻特性，以模擬該氣體放電型電光源的電氣特性的仿真等效電路所實(shí)現(xiàn)。
3.如權(quán)利要求2所述的電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述第一熒光燈仿真模塊與該第二熒光燈仿真模塊仿真燈絲電極片的仿真等效電路是由一電阻器、一電感器或一電阻器串聯(lián)一電感器而成，具有低電阻特性。
4.如權(quán)利要求2所述的電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述第一熒光燈仿真模塊與該第二熒光燈仿真模塊的仿真等效電路是仿真一熒光燈管內(nèi)燈絲電極片，且該第一熒光燈仿真模塊與該第二熒光燈仿真模塊具有相同的電氣特性規(guī)格。
5.如權(quán)利要求2所述的電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述第一熒光燈仿真模塊與該第二熒光燈仿真模塊的仿真等效電路是仿真一熒光燈管內(nèi)燈絲電極片，且該第一熒光燈仿真模塊與該第二熒光燈仿真模塊具有不同的電氣特性規(guī)格。
6.如權(quán)利要求5所述的電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述電源轉(zhuǎn)換裝置串接該直流發(fā)光兀件所構(gòu)成的負(fù)載，對該安定器呈現(xiàn)與一突光燈管相同的電氣特性。
7.如權(quán)利要求1所述的電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述直流發(fā)光元件為一LED光源。
8.如權(quán)利要求1所述的電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述電源轉(zhuǎn)換裝置是先將安定器的四線輸出端引出為兩線，再把該兩線導(dǎo)入該整流模塊以整流為直流電源。
9.如權(quán)利要求8所述的電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述在線是構(gòu)成一交流高頻高電壓電源。
10.如權(quán)利要求1所述的電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述整流模塊為一全波橋式整流電路，該全波橋式整流電路是由四個(gè)整流二極管橋接而成，該整流二極管具有低阻值的導(dǎo)通電阻及低導(dǎo)通電壓的電氣特性。
【文檔編號】H05B37/00GK103547008SQ201210484470
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年11月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月17日
【發(fā)明者】劉永誠 申請人:鉅東應(yīng)用工程股份有限公司, 劉永誠