LED日光灯的制作方法

文档序号:12262044阅读:185来源:国知局
LED日光灯的制作方法与工艺

本申请涉及照明器具领域,尤其涉及一种LED日光灯。



背景技术:

由于传统荧光灯管已经应用了几十年,各个国家及厂商已经发展出各种原理、规格的镇流器,因此LED日光灯替代传统荧光灯的过程中,就需要解决LED日光灯对电子镇流器及电感镇流器的兼容问题。

目前使用的LED日光灯在与电子镇流器及电感镇流器的兼容上存在很多问题,在电感镇流器上能正常工作,但在电子镇流器上就有可能造成LED日光灯灯管闪烁、变暗、甚至烧毁,需要针对不同的镇流器开发不同的LED日光灯日光灯管电源,这样就极大地增加了LED日光灯替代传统荧光灯(T8)的成本。

随着LED技术的日趋成熟,LED日光灯(Light-Emitting Diode,LED)具有高亮度、省电及环保等优点被广泛的接受。LED日光灯也逐渐地被应用于各式照明装置中。对大多数用户而言,其不清楚已有的镇流器为何种类型。购买LED日光灯时带来极大的困惑。

因此,迫切需要LED日光灯可兼容电子镇流器及电感镇流器,以满足用户的需求,同时由于不需要分开设计LED日光灯兼容电子镇流器或电感镇流器,使得设计的平台统一化,节约大量的设计资源,提高开发应对效率。

目前市面的电子镇流器通常分为2类:

一为镇流器相容型发光二极管灯管(T-LED lamp即DR(Direct Replacement)型灯管),在不改变原有照明装置的线路的基础上,直接用发光二极管灯管替换传统的荧光灯管。

另一为镇流旁路型(Ballast by-pass即BP型灯管)发光二极管灯管,电路上省掉传统的镇流器,而直接将市电接到发光二极管灯管。后者适用于新装修的环境,采用新的照明装置的驱动电路及发光二极管灯管。

镇流器相容型发光二极管灯管或镇流旁路型发光二极管灯管易出现以下问题:

目前市面上绝大多数LED日光灯与电子镇流器的匹配度底。目前常见的电子镇流器主要可分成瞬时启动型(Instant Start)电子镇流器、预热启动型(Program Start)电子镇流器两种。电子镇流器具有谐振电路,其驱动设计与日光灯的负载特性匹配,即日光灯在点亮前为电容性组件,而点亮后为阻抗呈非线性,从而增加了LED日光灯与电子镇流器匹配难度。

另外,目前市面上有些信号的电子镇流器的由于其器件选型差异,有的部分电子镇流器在与LED日光灯配合应用(LED日光灯工作时,阻抗呈非线性)时,其工作时输出的高频电流大致曾周期性变化(该周性变化的频率人耳比较敏感,能听到该电流变化引发的噪音)。



技术实现要素:

鉴于现有技术的不足,本申请的目的是提供一种LED日光灯,以至少解决以上问题之一。

为达到上述目的,本申请提供一种LED日光灯,包括:

灯管和设于所述灯管一端的灯头;

第一接脚及第二接脚,电性连接所述灯头;

LED模块,其包括至少一个LED组件;

整流单元,用以将耦接所述第一接脚及所述第二接脚的至少其中之一的交流电整流成一直流电;

滤波单元,电性连接所述整流单元以接收所述直流电,用以将所述直流电滤波;以及

切换电路,电性连接所述滤波单元;所述切换电路能够选择流经所述LED模块的电流流经不同的路径,并使所述LED模块工作。

优选的,还包括

设于所述灯管另一端的第二灯头;

第三接脚及第四接脚,电性连接所述第二灯头;以及

兼容电路,包括第一单向电流路径及第二单向电流路径;所述第一单向电流路径电性连接所述LED模块,以允许一电流由所述LED模块流向所述第三接脚及所述第四接脚其中之一;所述第二单向电流路径电性连接所述LED模块,以允许一电流由所述第三接脚及所述第四接脚其中之一流向所述滤波单元。

优选的,

所述LED模块包括晶体管开关以及电感,所述晶体管开关电性连接所述电感;所述晶体管开关用以接收一脉冲讯号,以根据所述脉冲讯号周期性地导通与截止;

所述切换电路包括一切换开关,所述切换开关的一端与所述LED单元连接,其中当所述切换开关的另一端与所述电感电性连接时,根据所述脉冲讯号周期性地导通与截止流经所述LED单元的电流。

为达到上述目的,本申请还提供一种LED日光灯,包括:

能够发光的LED模块,其包括至少一个LED组件;

整流电路,其用于对镇流器输出的交流信号整流以形成整流后信号;

模式确定电路,其被配置为检测所述整流后信号的状态并根据所述整流后信号的状态确定所述LED模块执行第一发光模式或第二发光模式;

当所述模式确定电路确定所述LED模块执行第一发光模式时,所述模式确定电路持续导通电流直到停止向所述LED模块供电;当所述模式确定电路确定所述LED模块执行第二发光模式时,所述模式确定电路使通过所述LED模块的电流可调。

优选的,所述模式确定电路包括

采样电路,其用于对所述整流后信号采样生成第一电压及第二电压;

控制电路,其用于确定所述第一电压是否位于第一电压范围,及所述第二电压是否位于第二电压范围;

当所述第一电压位于所述第一电压范围时,所述模式确定电路确定所述LED模块执行第一发光模式;

当所述第二电压位于所述第二电压范围时,所述模式确定电路确定所述LED模块执行第二发光模式。

优选的,所述控制电路包括开关电路;当所述LED模块执行第一发光模式时,所述模式确定电路通过持续打开所述开关电路以持续导通电流;当所述LED模块执行第二发光模式时,所述模式确定电路通过交替打开所述开关电路使通过所述LED模块的电流可调。

优选的,所述模式确定电路还包括开关电路;

当所述LED模块执行第一发光模式时,所述模式确定电路通过持续打开所述开关电路持续导通电流直到停止向所述LED模块供电;当所述LED模块执行第二发光模式时,所述模式确定电路通过交替打开所述开关电路使通过所述LED模块的电流可调。

优选的,所述整流电路具有用于输出整流后信号的第一输出端及第二输出端;

所述采样电路包括:

用于采样生成第一电压的第一电压采样电路,其包括串联于所述第一输出端及第二输出端之间的第一电阻及第二电阻;

用于采样生成第二电压的第二电压采样电路,其包括串联于所述第一输出端及第二输出端之间的第三电阻及第四电阻;

所述控制电路耦接于所述第一电阻与所述第二电阻之间以接收所述第一电压,所述控制电路耦接于所述第三电阻与所述第四电阻之间以接收所述第二电压。

优选的,还包括用于所述LED模块执行第二发光模式的开关电路;

所述第二电压采样电路还包括RC电路;所述RC电路被配置为接收所述第二电压以进行反复充放电,从而交替打开关闭所述开关电路。

优选的,所述RC电路具有一个电阻及一个电容;在所述RC电路中,所述电阻的一端连接所述第三电阻与所述第四电阻之间,所述电阻的另一端连接所述开关电路以及所述电容的一端,所述电容的另一端连接所述第二输出端。

优选的,还包括用于所述LED模块执行第二发光模式的开关电路;

所述第二电压采样电路还包括脉冲宽度调制电路;所述脉冲宽度调制电路连接于所述开关电路与一连接点之间,该连接点位于所述第三电阻与所述第四电阻之间;

所述脉冲宽度调制电路被配置为接收所述第二电压以生成具有响应所述第二电压的占空比的脉冲信号,所述脉冲信号用于交替打开关闭所述开关电路。

优选的,所述模式确定电路包括镇流接口电路,所述镇流接口电路作为所述LED日光灯与用于向所述LED日光灯供电的电子镇流器之间的接口。

优选的,所述整流后信号的状态包括整流后信号的电压值或频率值。

借由以上技术方案,本申请所提供的LED日光灯设有模式确定电路,通过模式确定电路控制LED模块的发光,从而更好的适应匹配现有的镇流器。

本申请的LED日光灯具有较佳的兼容型,能较佳的兼容瞬时(IS型)启动型电子镇流器及预热(PS型)启动型电子镇流器。本申请实施方式另外也解决了某些IS型电子镇流器在低电压(如电压低于150V时)存在不能成功启动的现象。利用延时导通的效果,让起始的电能不浪费的储存在电容上,待需要时再进行放电,可以让能源使用优化。

本申请通过对LED日光灯的拓扑结构的改进,通过控制电路的采样来判断该LED日光灯工作在恒流模式或电流可调节模式,增加LED日光灯的使用寿命。

本申请的LED日光灯还通过设有噪音抑制电路来抑制回路中电流的突变,进而抑制电子镇流器的噪音(这时电子镇流器输出电流幅度变化引起的噪音不是完全没有了,而是人耳对此不敏感)。

另外,为了抑制流进电感的电流过大而发热量过大,同时达到LED模块的照明要求,本申请在电感还增设一过流抑制电路,从而抑制电感中的电流过大,降低电感的发热量。

还有,为了防止单颗电感的体积过大,本申请还采用4颗小电感取代原电感(635),可优化电源的体积。较之前的单颗电感,从电感产生热量的角度,可分散电源在工作时电感产生的热量,从而提高电源的信赖性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例LED日光灯立体图;

图2为本发明实施例LED日光灯立体分解图;

图3a示出了本发明一实施例的光源板与电源板焊接的结构图;

图3b示出了沿图3a中Z-Z线剖视放大图;

图3c示出了图3b中电源板与光源板焊接后的剖面示意图;

图3d示出了图3a至3c所示的电源板与光源板自动化焊接时的状态示意图;

图4A-图4F为本发明的实施例的LED日光灯的数种电路示意图;

图5A-图5D为图4A、图4D及图4E中兼容电路的数种变形;

图6A-图6B是图4A中开关K点连接不同端点的示意图

图7是本发明实施例的发光二极管模块的电路示意图;

图8a-图8h本发明的实施例的LED日光灯的数种电路示意图;

图9a、图9b为模拟灯丝电路的变形。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种LED日光灯,参照图1-图2,包括:灯管1、设于灯管1内的灯板2,以及分别套接于灯管1两端的两个灯头3。其中灯管1可以为细长状的外围框体,采用塑料灯管或者玻璃灯管,本实施例采用具强化部的玻璃灯管,以避免传统玻璃灯管易破裂以及破裂因漏电而引发的触电事故,以及塑料灯管容易老化的问题。

灯管强化的方式可以使用化学方式或是物理方式对玻璃做二次加工强化。化学方式的基本原理是用改变玻璃表面的组成来提高玻璃的强度,其方法是先用其它碱金属离子与玻璃表层的Na离子或K离子发生交换,使表面形成离子交换层。当冷却到常温后,玻璃处于内层受拉,外层受压的状态,从而达到增加强度的目的。化学方式包括但不限于高温型离子交换法、低温型离子交换法、脱碱法、表面结晶法、硅酸钠强化法等。

物理方式对玻璃做强化,可以包括但不限于,使用涂层的方式或是改变物品的结构。涂层根据需要喷涂的基质决定涂料的种类和状态,可以是瓷砖强化涂层、亚克力涂层或是玻璃涂层等,在涂布时可以为液态或是气态涂布。改变物品的结构,例如在易破裂之处做结构性强化设计。以上不论是化学方式或是物理方式不限于单一方式实施,可以混合物理方式中或化学方式中的任一种做任意搭配组合。

本实施例以结构强化设计做说明,灯管1包括主体102和分别位于主体102两端的端部101,灯头3套设于端部101外。其中,至少一个端部101的外径小于主体102的外径。本实施例中,设置两个端部101的外径均小于主体102的外径。具体地,灯管1的两端通过强化部处理,端部101形成强化部结构,灯头3套在强化后的端部101上,这样可以使得灯头3外径与灯管主体102外径的差值变小,甚至完全相平,即灯头3外径与主体102外径相等。这样设置的好处在于,在运输过程中,包装承托物不会只接触灯头3,其能够同时接触灯头3和灯管1,使得整支照明光源受力均匀,而不会使得灯头3成为唯一受力点,避免灯头3与灯管端部101连接的部位由于受力集中发生破裂,提高产品的质量,并兼具美观的作用。

本实施例中,灯头3外径与主体102外径基本相等,公差为在正负0.2mm(毫米)内,最多不超过正负1mm。

为了达到灯头3外径与主体102外径基本相等的目的,根据不同的灯头3的厚度,强化后的端部101与主体102外径的差值范围可以为1mm~10mm;或者更优选的,强化后的端部101与主体102外径的差值范围可以放宽至2mm~7mm。

本实施例中,灯管1的端部101与主体102之间平滑过渡,形成一个过渡部,过渡部呈弧面,即过渡部沿轴向的剖面呈弧线状。

过渡部的长度为1mm~4mm,如果小于1mm,则过渡部的强度不够;如果大于4mm,则会减小主体102的长度,减小发光面,同时需要灯头3的长度相应增加以与主体102配合,造成灯头3的材料增加。在其他实施例中,则过渡部也可以不为弧形。

为了方便灯头3与灯管1的连接固定,本实施例的方案针对灯头3的结构做了改进。

灯头3套设于灯管1外时,灯头3套设于端部101外,并延伸至过渡部,与过渡部部分重叠。

灯头3除了空心导电针301之外,还包括绝缘管,以及固设于绝缘管外周面上的导热部,其中空心导电针301设于绝缘管上。导热部的一端伸出绝缘管面向灯管的一端,导热部的伸出部分(伸出绝缘管的部分)和灯管1之间通过热熔胶6粘接。本实施例中,灯头3通过导热部延伸至过渡部,绝缘管面向灯管1的一端未延伸至过渡部,即绝缘管面向灯管的一端与过渡部之间具有间隔。

在本实施例中,绝缘管在一般状态为绝缘即可,并不限定使用材质为塑料、陶瓷等材质。

热熔胶6(即俗称为焊泥粉的材料)成份较佳的为:酚醛树脂2127#、虫胶、松香、方解石粉、氧化锌、乙醇等。这种热熔胶6能够在高温加热的条件下,改变其物理状态发生大幅膨胀,达到固化的效果,加上本身材料的黏性,从而可以使灯头3与灯管1紧密接触,便于LED日光灯实现自动化生产。于本实施例中,热熔胶6在高温加热后会呈现膨胀并流动,随后冷却即会达到固化的效果,当然,本发明热熔胶成份的选用并不限定于此,亦可选用高温加热至预定温度后而固化的成份。由于本发明热熔胶6不会由于电源组件等发热元器件发热形成高温环境而导致可靠性下降,可以防止LED日光灯使用过程中灯管1与灯头3的粘接性能降低,提高长期可靠性。

具体地,热熔胶6填充于导热部伸出部分的内表面和灯管1的外周面之间。换言之,热熔胶6填充的位置藉由与灯管1轴向垂直的虚拟平面通过,依序排列为导热部、热熔胶6和灯管1的外周面之间。热熔胶6涂覆厚度可以为0.2mm~0.5mm,热熔胶6会膨胀后固化,从而与灯管1接触并将灯头3固定于灯管1。并由于端部101和主体102两者的外周面之间具有高度差,因此可以避免热熔胶溢出到灯管的主体102部分上,免去后续的人工擦拭过程,提高生产的良品率。

粘结时,通过外部加热设备将热量传导至导热部,然后再传导至热熔胶6、使热熔胶6膨胀后固化,从而将灯头3固定粘接在灯管1上。

本实施例中,绝缘管包括沿轴向相接的第一管a和第二管b,第二管b的外径小于第一管a的外径,两个管的外径差值范围为0.15mm~0.3mm。导热部设于第二管b的外周面上,导热部的外表面与第一管a的外周面平齐,使得灯头3的外表面平整光滑,保证整个照明光源在包装、运输过程中受力均匀。其中,导热部沿灯头轴向方向的长度与绝缘管的轴向长度比为1:2.5~1:5,即导热部长度:绝缘管长度为1:2.5~1:5。

于本实施例中,第二管b和导热部的内表面以及端部101的外表面和过渡部的外表面形成一容置空间。为了确保粘接的牢固性,本实施例设置第二管b至少部分套设于灯管1外,热熔胶6有部分填充于相互重叠的第二管b和灯管1之间,两者之间也通过热熔胶6粘接,即部分热熔胶6位于第二管b的内表面和端部101的外表面之间,换言之,热熔胶6填充于所述容置空间的位置藉由一与灯管轴向垂直的虚拟平面通过,依序排列为导热部、第二管b、热熔胶6及端部101。特予说明的是,于本实施例中,热熔胶6并不需要完全填满上述的容置空间。

其中,灯管1的端部101插设于灯头3后,灯管1的端部101插入灯头3部分的轴向长度占导热部轴向长度的三分之一到三分之二之间,这样的好处是:一方面,保证空心导电针301与导热部具有足够的爬电距离,通电时两者不易短接使人触电而引发危险;另一方面,由于绝缘管的绝缘作用,使得空心导电针301与导热部之间的爬电距离加大,通过高电压时使人更不容易因触电而引发危险。

在其他实施例中,灯头3还可以设计为全金属的,此时需要在空心导电针的下部增设一绝缘体,使灯头3和空心导电针之间电性绝缘,以达到耐高压之作用,避免使用者碰触灯头3时之触电问题。

在其他实施例中,灯头3还可以设计为塑料和金属(金属部分连接导电针)混接的结构的,此时需要在空心导电针的下部增设一绝缘体,使灯头3和空心导电针之间电性绝缘,以达到耐高压之作用,避免使用者碰触灯头3时之触电问题。

继续参照图2,本实施例的LED日光灯还包括粘接剂4、灯板绝缘胶7和光源胶8。灯板2通过粘接剂4粘贴于灯管1的内周面上。图中所示,粘接剂4可以为硅胶,其形式不限,可以是图中所示的几段,或者呈长条状的一段。

灯板绝缘胶7涂于灯板2面向光源202的表面上,使得灯板2不外露,从而起到将灯板2与外界隔离的绝缘作用。涂胶时预留出与光源202对应的通孔701,光源202设于通孔701中。灯板绝缘胶7的组成成分包括乙烯基聚硅氧烷、氢基聚硅氧烷和氧化铝。灯板绝缘胶7的厚度范围为100μm~140μm(微米)。如果小于100μm,则起不到足够的绝缘作用,如果大于140μm,则会造成材料的浪费。

光源胶8涂于LED组件202的表面。光源胶8的颜色为透明色,以保证透光率。涂覆至LED组件202表面后,光源胶8的形状可以为颗粒状、条状或片状。其中,光源胶8的参数有折射率、厚度等。光源胶8的折射率允许的范围为1.22~1.6,如果光源胶8的折射率为LED组件202壳体折射率的开根号,或者光源胶8的折射率为LED组件202壳体折射率的开根号的正负15%,则可使全反射(Internal Total Reflection)发生的角度范围较小,因此透光率较好。这里的光源壳体是指容纳LED晶粒(或芯片)的壳体。本实施例中光源胶8的折射率范围为1.225~1.253。光源胶8允许的厚度范围为1.1mm~1.3mm,如果小于1.1mm,将会盖不住LED组件202,效果不佳,如果大于1.3mm,则会降低透光率,同时还会增加材料成本。

本实施例中,灯板2通过粘接剂4固定在灯管1的内周面,使得LED组件202贴设在灯管1的内周面上,这样可以增大整支照明光源发光角度,扩大可视角,这样设置一般可以使得可视角可以超过300度。通过在灯板2涂灯板绝缘胶7,在LED组件202上涂绝缘的光源胶8,实现对整个灯板2的绝缘处理,这样,即使灯管1破裂,也不会发生触电事故,满足安规的要求,提高安全性。

在其他实施例中,灯板2可以是柔性基板、条状铝基板、FR4板或者可挠式电路板中的任意一种。由于本实施例的灯管1为玻璃灯管,如果灯板2采用刚性的条状铝基板或者FR4板,那么当灯管破裂,例如断成两截后,整个灯管仍旧能够保持为直管的状态,这时用户有可能会认为照明光源还可以使用、并去自行安装,容易导致触电事故。由于可挠式电路板具有可挠性与易弯曲的特性,解决刚性条状铝基板、FR4板或者传统通讯用三层柔性基板可挠性与弯曲性不足的情况,因此本实施例的灯板2采用可挠式电路板,这样当灯管1破裂后,灯管1破裂后即无法支撑破裂的灯管1继续保持为直管状态,以告知用户照明光源已经不能使用,避免触电事故的发生。因此,当采用可挠式电路板后,可以在一定程度上缓解由于玻璃管破碎而造成的触电问题。

继续参照图2,灯板2上设有若干LED组件202,灯头3内设有点灯电路模块5,LED组件202与点灯电路模块5之间通过灯板2电气连通。

其中,点灯电路模块5可以为单个体(即所有驱动电源组件都集成在一个部件中,点灯电路模块5通常包括如整流电路,滤波模块,及有些实施例中控制电路等),并设于灯管1一端的灯头3中;或者点灯电路模块5也可以分为两部分,称为双个体(即所有电源组件分别设置在两个部件中),并将两部分分别设于灯管两端的灯头3中。或外置于LED日光灯的外面,通过导线与LED日光灯连接。如果灯管1仅有一端作强化部处理时,电源优先选择为单个体,并设于强化后的端部101所对应的灯头3中。

一般来说,参照图2。如图2所示,点灯电路模块5的一端通过连接件与对应的灯板2端相连,灯头3上设有用于连接外部电源的空心导电针301。另一端通过金属插针(导线)502插设于灯头3的空心导电针301内。当金属插针502插入空心导电针301内后,经过外部冲压工具冲击空心导电针301,使得空心导电针301发生轻微的变形,从而固定住点灯电路模块5上的金属插针502,并实现电气连接。

灯头3上设有WIFI状的透气孔(也可为其它形状,如点状,笑脸状,能实现透气即可)。

通电时,电流依次通过LED日光灯一端的空心导电针301、点灯电路模块5(主要由整流电路等组成)到达灯板2,并通过灯板2到达LED组件(有时也称光源202),进而LED组件发光,点灯电路模块5与灯板2通常通过焊接实现电气连接。对LED日光灯而言,通常灯板2上仅设置LED组件。有时灯板2上还有设有模拟灯丝电路的元器件。

灯头3内设有的点灯电路模块5与灯板2及LED组件632(在有些实施例中也称光源202、LED组件202、LED组件632)的连接电路示意如图1至图3d所示。点灯电路模块以及LED模块均包括在该LED日光灯内。LED日光灯的左右两侧各具有一灯头(如图2所示),套接于灯管的两端。请参阅图2所示,左侧灯头3上具有空心导电针301。灯头3的一表面具有空心导电针301。参考图2并结合图3a-图3d,空心导电针301,共设有4个,分别电性连接至4个金属插针502(即,一侧的第一接脚A1、第二接脚A2;以及另一侧的第三接脚B1、第四接脚B2)。

本申请一种实施方式提供的一种LED日光灯,包括:能够发光的LED模块,其包括至少一个LED组件;整流电路,其用于对镇流器输出的交流信号整流以形成整流后信号;模式确定电路,其被配置为检测所述整流后信号的状态并根据所述整流后信号的状态确定所述LED模块执行第一发光模式或第二发光模式;当所述模式确定电路确定所述LED模块执行第一发光模式时,所述模式确定电路持续导通电流直到停止向所述LED模块供电;当所述模式确定电路确定所述LED模块执行第二发光模式时,所述模式确定电路使通过所述LED模块的电流可调。

在一个实施方式中,所述LED日光灯还可以包括:灯管;位于所述灯管内的灯板;位于所述灯管端部的灯头,所述灯头内设有电源板。其中,所述整流电路以及所述LED模块设置于所述灯板上;所述模式确定电路设置于所述电源板上。

在本实施方式中,所述灯板为可挠式电路板(柔性电路板),所述电源板为硬电路板。

所述灯板包括线路层和电路保护层,所述线路层背对所述电路保护层的表面具有焊盘;所述电源板具有线路层,所述线路层的互相背对的两表面分别具有焊盘,所述灯板的焊盘与所述电源板一个表面上的焊盘相面对焊接。进一步的,所述电源板在其焊盘位置设置有将其贯穿的焊接穿孔。

具体的如图3a-图3d所示,所示,灯板2为可挠性电路板,并具有上层的线路层2a以及位于线路层下面的线路保护层2c,所述线路保护层2c为油墨层,所述灯板2的上面即线路层2a的上面具有焊盘b,所述焊盘上放置有焊锡g,灯板2的焊接端具有缺口f。所述电源板5的上面和下面分别形成有焊盘a,所述焊盘a上形成有焊锡g。作为进一步的焊接稳定优化以及自动化加工方面优化,本实施例将灯板2放置于电源板5的下方,灯板2的油墨层2c放置于支撑台42上,电源板5的下方焊盘a与灯板2的上面焊盘b直接充分接触,焊接压头4的热量会通过电源板5的上面焊盘a直接传到给焊盘b,进一步提高了与电源板5的焊盘相接处焊接稳定性能。同时,灯板2的上面焊盘b与电源板5的下面焊盘a相接触焊接,电源板5的上面焊盘a与焊接压头41相连接。如图3c所示,通过焊锡完全焊接一体的电源板5和灯板2在图中虚拟线M和N之间,从上至下顺序依次为电源板5的上面焊盘a、电源线路层51、电源板5的下面焊盘a、灯板2的上面线路层2a、灯板2的油墨层2c。依此顺序形成的电源板5和灯板2结合更稳定牢固。

在前述的实施例中,焊盘的同一面也可以再具有电路保护层(油墨层),把线路层2a上下都保护起来,仅露出部分线路层用来与焊盘相接,此时,光源的底部一部分会落在电路保护层,一部分会落在线路层上。为了表述方便,一律都称为光源在线路层之上。

采用本设计方案,电源板5的焊盘上的圆孔h在放置焊锡后,当自动焊接压头41向下压到电源板5时,焊锡会因为此压力而被推进圆孔h内,很好的满足了自动化加工需要。

本申请一个实施方式提供一种LED日光灯,包括:灯管和设于所述灯管一端的灯头;第一接脚及第二接脚,电性连接所述灯头;LED模块,其包括至少一个LED组件;整流单元,用以将耦接所述第一接脚及所述第二接脚的至少其中之一的交流电整流成一直流电;滤波单元,电性连接所述整流单元以接收所述直流电,用以将所述直流电滤波;以及切换电路,电性连接所述滤波单元;所述切换电路能够选择流经所述LED模块的电流流经不同的路径,并使所述LED模块工作。

在一个实施方式中,所述LED日光灯还包括:设于所述灯管另一端的第二灯头;第三接脚及第四接脚,电性连接所述第二灯头;以及兼容电路,包括第一单向电流路径及第二单向电流路径;所述第一单向电流路径电性连接所述LED模块,以允许一电流由所述LED模块流向所述第三接脚及所述第四接脚其中之一;所述第二单向电流路径电性连接所述LED模块,以允许一电流由所述第三接脚及所述第四接脚其中之一流向所述滤波单元。

在一个实施方式中,所述LED模块包括晶体管开关以及电感,所述晶体管开关电性连接所述电感;所述晶体管开关用以接收一脉冲讯号,以根据所述脉冲讯号周期性地导通与截止。

所述切换电路包括一切换开关,所述切换开关的一端与所述LED单元连接,其中当所述切换开关的另一端与所述电感电性连接时,根据所述脉冲讯号周期性地导通与截止流经所述LED单元的电流。

图4A为本发明的一个较佳实施例的LED日光灯的电路示意图。LED灯100包括:整流单元110、滤波单元120、LED模块630、兼容电路140及切换电路640。整流单元110电性连接该LED日光灯100的一第一接脚A1、一第二接脚A2,用以将耦接该第一接脚A1及该第二接脚A2的至少其中之一的一交流电整流成一直流电。该滤波单元120电性连接该整流单元110以接收该直流电,用以将该直流电滤波。切换电路640电性连接滤波单元120,通过切换电路640的切换开关选择流经LED单元130的电流流经不同的路径,并使LED模块630工作。

在本实施例中,该整流单元110为一桥式整流电路,包括二极管D1、D2、D3及D4,用以对该交流电进行全波整流,以产生该直流电。该二极管D2的一正极电性连接该滤波单元120的一端,一负极电性连接该二极管D1的一正极,而该二极管D1的一负极电性连接该滤波单元120的另一端。上述的二极管D1及D2的连接点电性连接该第一接脚A1。该二极管D4的一正极电性连接该二极管D2的该正极,一负极电性连接该二极管D3的一正极,而该二极管D3的一负极电性连接该二极管D1的该负极。上述的二极管D3及D4的连接点电性连接该第二接脚A2。

该整流单元110也可以是其他种类的全波整流电路或半波整流电路,而不影响本发明欲达到的功能。

该兼容电路140还包括一第一单向电流路径I1及一第二单向电流路径I2。该第一单向电流路径I1电性连接该LED模块630,以允许一电流由该LED模块630流向该第三接脚B1及该四接脚B2其中之一。该第二单向电流路径I2电性连接该LED模块630,以允许一电流由该第三接脚B1及该四接脚B2其中之一流向该滤波单元120。

在本实施例中,兼容电路140包括整流单元142及电流调整单元144。该整流单元142包括二极管D5及D6。兼容电路140包括整流单元142及电流调整单元144。整流单元142包括二极管D5及D6,将第三接脚B1、该第四接脚B2所输入的一交流电整流成直流电。电流调整单元144包括电容C3、C4及C5,用以调整上述直流电输入到LED灯100的电流大小。该二极管D5的一负极电性连接LED模块630,其正极分别与该电容C3的一端和该二极管D6的一负极电性连接,而该二极管D6的一正极电性连接LED模块630。该电容C3的另一端与该电容C4及C5电性连接,而该电容C4及C5分别电性连接该第三接脚B1及该四接脚B2。电容C3、C4及C5可以避免使用者安装时,误触灯管导电部份而发生高电流流经人体的触电危险。

本发明的兼容电路140的变形电路图如46A、B、D所示,均可提供第一单向电流路径I1及第二单向电流路径I2,使LED日光灯双端通电时,可经由兼容电路140流入或流出电流。图5A所示的兼容电路包括一桥式整流电路。图5B相较于图4A所示的兼容电路,省略了电容C3,并将电容C4及C5改为熔断器F1及F2。兼容电路图5D相较于图4A所示的兼容电路,省略了电容C3。

在本实施例中,该滤波单元120包括电容C1、C2及一电感L1。该电容C1与串联的该二极管D3及D4并联。而该电容C2与该电感L1串联,然后与该电容C1并联。该滤波单元120接收经该整流单元110及兼容电路140整流后的该直流电,并滤除该直流电中的高频成分。经该滤波单元120滤波后的该直流电,其波形大体上为一平滑的直流波形。

该滤波单元120也可以是其他可滤除高频成分的滤波电路,而不影响本发明欲达到的功能。

在本实施例中,该LED模块630包括至少一LED组件202。该至少一LED组件202可以是单串或多串发光二极管串,以对应不同的需求提供所需的照明。该LED模块630可更包括一驱动电路,该驱动电路包括二极管632、晶体管开关631、一电感组件633。二极管632的正极与晶体管开关631的一端连接而串联形成支路,而与电容C2并联。二极管632的负极与滤波单元120电性相连,晶体管开关631的另一端与滤波单元120电性相连接。

在本实施例中,串联的该二极管632与该晶体管开关631与该滤波单元120并联。

在本实施例中,该晶体管开关631为一N型金氧半场效晶体管,而P型金氧半场效晶体管,或者增强型金氧半场效晶体管、空乏型金氧半场效晶体管、双极性晶体管等具有开关功能的晶体管亦可适用于本发明。

在本实施例中,切换电路640包括一切换开关(单刀双掷开关),该切换开关的端点K与LED模块630中LED组件202连接,端点K1与电感633相连,端点K2及晶体管开关631的一端连接后电性连接至滤波单元120。电感633的另一端与二极管632与晶体管开关631的连接点相连接。

在切换开关连接端点K1之情况时,该晶体管开关631接收一脉冲讯号,以根据该脉冲讯号周期性地导通与截止。上述脉冲讯号可以是一固定脉宽的脉冲讯号,或者由一脉宽调变控制器(图未示)根据该至少一LED组件202的电流所产生的一脉宽调变讯号。当晶体管开关631导通时,电流经该至少一LED组件202、电感633、该晶体管开关631。当该晶体管开关631截止时,该电感633的电流经二极管632及至少一LED组件202。

在本实施例中,该切换开关也可以通过跳线(使用时通过外接导线连接预留端口选择端点K与端点K1或端点K2连接)、旋转开关等,而不影响本发明欲达到的功能。

图6A为显示图4A的切换开关连接端点K1之示意图。如图6A所示,此时为单端通电,即第一接脚A1及该第二接脚A2耦接一交流电,如:市电,而该第三接脚B1及该第四接脚B2为浮接(floating)。当上述交流电源所提供的交流讯号于正半波时,一电流由该第一接脚A1流入,经整流单元110的二极管D1、滤波单元120、LED模块630、切换开关的端点K与端点K1以及整流单元110的二极管D4后由第二接脚A2流出。当上述交流电源所提供的交流讯号于负半波时,一电流由第二接脚A2流入,经整流单元110的二极管D3、滤波单元120、LED模块630、切换开关的端点K与端点K1及整流单元110的二极管D2由第一接脚A1流出。此时,兼容电路140不对LED组件202的供电。因兼容电路140设有电容C3、C4、C5,可减小安装时接脚A1与接脚A2接入市电,使用者手触到B1或B2端所发生高电流流经人体的触电危险。同时如果输入端(即,接脚B1与接脚B2接入市电)接反也不会产生安全隐患。当然,本发明的LED日光灯也支持双端通电,即,电流由第一接脚A1及该第二接脚A2其中之一或第三接脚B1及该第四接脚B2其中之一流入,而由另一流出。

图6B为显示图4A的切换开关连接端点K2之示意图。如图6B所示,当切换开关连接端点K2时,此时为双端通电,交流电一电流由第一接脚A1及该第二接脚A2其中之一或第三接脚B1及第四接脚B2其中之一流入,并由另一流出(如交流电从第一接脚A1及该第二接脚A2其中之一端经整流桥单元110、滤波电路120、LED模块630、经切换开关的端点K与端点K2流向兼容电路140的D6、C3以及C4(或C5),最终通过第三接脚B1(或第四接脚B2)流出)。当切换开关连接端点K2时,晶体管开关631与二极管632连接的支路可设置空载保护(如通过检测流经晶体管开关631的电流在某个固定的时间内还未达到设定的电流值时,就认为是空载,触发空载保护电路),以减少不必要的功耗或组件的毁损。

图4B为本发明的另一较佳实施例的LED日光灯的电路示意图。相较于图4A所示的实施例,本实施例增加了二灯丝仿真电路180,使LED日光灯对于预热型程序启动之点灯方式的电子镇流器的兼容性更加提高。二灯丝仿真电路180分别电性连接该第一接脚A1及该第二接脚A2以及该第三接脚B1及该第四接脚B2,用以导通一电流于其间。

该二灯丝仿真电路180各自包括串联的二电阻R5及R6,以及串联的电容C9及C10,且该二电阻R5及R6的连接点耦接该二电容C9及C10的连接点。当LED日光灯安装于具有预热功能的灯管座时(例如:具有预热型程序启动的电子镇流器的灯管座),在预热过程,该交流电的电流可流经该二灯丝仿真电路180的该电阻R5及R6、该电容C9及C10,而达到模拟灯丝的效果。如此,电子镇流器在启动时能够正常度过灯丝预热阶段,而保证电子镇流器正常启动。当点灯方式为不需预热的方式,如:实时启动点灯的电子镇流器,该二灯丝仿真电路180均不影响LED日光灯的正常运作。

当然,本实施例中的灯丝仿真电路180也可以为具有单一(或以上)电阻或同时并联单一(或以上)电容来导通预热过程的该交流讯号的电流而相同地达到模拟灯丝的效果。举例来说:单一电阻、并联的单一电阻及单一电容、串联的二电阻与单一电容并联、或串联的二电容与单一电阻并联均可作为本发明的兼容电路。

另外,图5A、B、D所示的兼容电路可以取代图4B所示的兼容电路140而不影响安装于具有预热功能的灯管座的LED日光灯的运作。

图4C为本发明的另一较佳实施例的LED日光灯的电路示意图。LED灯100包括:整流单元110、滤波单元120以及LED模块630。本实施例为单端通电,该整流单元110电性连接该LED日光灯100的第一接脚A1、第二接脚A2,用以将耦接该第一接脚A1及该第二接脚A2的至少其中之一的一交流讯号整流成一直流讯号。该滤波单元120电性连接该整流单元110以接收该直流讯号,用以将该直流讯号滤波。该LED模块630电性连接该滤波单元120,并对应滤波的该直流讯号而发光。

在本实施例中,该整流单元110为一桥式整流电路,包括二极管D1、D2、D3及D4,用以对该交流讯号进行全波整流,以产生该直流讯号。该二极管D2的一正极电性连接该滤波单元120的一端,一负极电性连接该二极管D1的一正极,而该二极管D1的一负极电性连接该滤波单元120的另一端。上述的二极管D1及D2的连接点电性连接该第一接脚A1。该二极管D4的一正极电性连接该二极管D2的该正极,一负极电性连接该二极管D3的一正极,而该二极管D3的一负极电性连接该二极管D1的该负极。上述的二极管D3及D4的连接点电性连接该第二接脚A2。

该整流单元110也可以是其他种类的全波整流电路或半波整流电路,而不影响本发明欲达到的功能。

在本实施例中,该滤波单元120包括电容C1、C2及一电感L1。该电容C1与串联的该二极管D1及D2并联。而该电容C2与该电感L1串联,然后与该电容C1并联。该滤波单元120接收经该整流单元110整流后的该直流讯号,并滤除该直流讯号中的高频成分。经该滤波单元120滤波后的该直流讯号,其波形为一平滑的直流波形。

该滤波单元120也可以是其他可滤除高频成分的滤波电路,而不影响本发明欲达到的功能。

在本实施例中,该LED模块630包括一直流转直流转换电路及至少一LED组件202,接收所述滤波后所述直流讯号并提供电流流经所述至少一LED组件202,且所述电流被稳定于预定电流值。直流转直流转换电路包括晶体管开关631、二极管632、电感633。该电感633与该晶体管开关631串联,然后与该滤波单元120的该电容C2并联。而该二极管632的正极电性连接该电感633的一端(即,该电感633与该晶体管开关631的连接点),其负极与该至少一LED组件202的一正极电性连接,而该至少一LED组件202的一负极电性连接该电感633的另一端。

该晶体管开关631接收一脉冲讯号,以根据该脉冲讯号周期性地导通与截止。上述脉冲讯号可以是一固定脉宽的脉冲讯号,或者由一脉宽调变控制器(图未示)根据该至少一LED组件202的电流所产生的一脉宽调变讯号。当晶体管开关631导通时,该电感633的电流流经该晶体管开关631。当该晶体管开关631截止时,该电感633的电流经二极管632及该至少一LED组件202,使该至少一LED组件202发光。

在本实施例中,该晶体管开关631为一N型金氧半场效晶体管,而P型金氧半场效晶体管,或者增强型金氧半场效晶体管、空乏型金氧半场效晶体管、双极性晶体管等具有开关功能的晶体管亦可适用于本发明。

在本实施例中,该第一接脚A1及该第二接脚A2耦接一交流电源(图未示),例如:市电,而该第三接脚B1及该第四接脚B2为浮接(floating)。当上述交流电源所提供的交流讯号于正半波时,一电流由该第一接脚A1流入,经该整流单元110的该二极管D1、该滤波单元120、该LED模块630及该整流单元110的该二极管D4后由该第二接脚A2流出。当上述交流电源所提供的交流讯号于负半波时,一电流由该第二接脚A2流入,经该整流单元110的该二极管D3、该滤波单元120、该LED模块630及该整流单元110的该二极管D2后由该第一接脚A1流出。

该至少一LED组件202可以是单串或多串发光二极管串,以对应不同的需求提供所需的照明。图7为本发明另一实施例的发光二极管模块的电路示意图。发光二极管模块包括了一升压电路、至少一LED组件202、一脉宽控制器639以及一均流电路638。在本实施例中,该至少一LED组件202为多串发光二极管串。该升压电路包括一电感633、一晶体管开关631、一二极管632以及一电容634,用以将由该电感633所接收的一直流讯号的准位提升以驱动该至少一LED组件202发光。该至少一LED组件202中的各串发光二极管串彼此并联,各串发光二极管串的一端耦接该均流电路638。该均流电路638控制该至少一LED组件202中的各串发光二极管串的电流,使各串发光二极管串的电流大小趋于一致。该脉宽控制器639侦测该至少一LED组件202流经的总电流大小,以控制该晶体管开关631的导通及截止的比例(占空比),以调整该升压电路驱动该至少一LED组件202的功率,使该至少一LED组件202的电流被稳定于预定电流值。

图4D为本发明的另一较佳实施例的LED日光灯的电路示意图。相较于图4C所示的实施例,本实施例增加了一兼容电路140,以进一步相容于双端通电。该兼容电路140电性连接该第三接脚B1及该第四接脚B2。该兼容电路140包括一第一单向电流路径I1及一第二单向电流路径I2。该第一单向电流路径I1电性连接该LED模块630,以允许一电流由该LED模块630流向该第三接脚B1及该四接脚B2其中之一。该第二单向电流路径I2电性连接该滤波单元120,以允许一电流由该第三接脚B1及该四接脚B2其中之一流向该滤波单元120及该LED模块630。

在本实施例中,兼容电路140包括整流单元142及电流调整单元144。整流单元142包括二极管D5及D6;电流调整单元144包括一电容C3以及熔断器F1及F2。该二极管D5的一负极电性连接该滤波单元120的一端,其正极分别与该电容C3的一端和该二极管D6的一负极电性连接,而该二极管D6的一正极电性连接该滤波单元120的另一端。该电容C3的另一端与该熔断器F1及F2电性连接,而该熔断器F1及F2分别电性连接该第三接脚B1及该四接脚B2。电容C3可以避免使用者安装时,误触灯管导电部份而发生高电流流经人体的触电危险。该熔断器F1及F2则于该LED日光灯的电流过大时提供保护,以避免过大电流损坏该LED日光灯的电路。

若一交流讯号耦接该第一接脚A1及该第二接脚A2时,即如同图4C所示的实施例般为单端通电时,该交流讯号的一电流由该第一接脚A1及该第二接脚A2其中之一流入,并由另一流出。

若该交流讯号以双端通电耦接该LED日光灯,即耦接该第一接脚A1及该第二接脚A2其中之一以及该第三接脚B1及该第四接脚B2其中之一时,则该交流讯号的一电流由该第一接脚A1及该第二接脚A2其中之一或该第三接脚B1及该第四接脚B2其中之一流入,并由另一流出。也就是说,当该交流讯号于正半波时,该交流讯号的电流经该第一接脚A1及该整流单元110的该二极管D1或经该第二接脚A2及该整流单元110的该二极管D3流入,经该滤波电路120、该LED模块630,然后再经该兼容电路140的该二极管D6、该电容C3,最后由该熔断器F1及该第三接脚B1或由该熔断器F2及该第四接脚B2流出。当该交流讯号于负半波时,该交流讯号的电流流经该第三接脚B1及熔断器F1或由该第四接脚B2及该熔断器F2流入,然后经该电容C3、该二极管D5、该滤波电路120、该LED模块630,最后由该整流单元110的该二极管D2及该第一接脚A1或由该整流单元110的该二极管D4及该第二接脚A2流出。

图5A、B、C、D所示的兼容电路,均可提供第一单向电流路径I1及第二单向电流路径I2,使LED日光灯双端通电时,可经由兼容电路流入或流出电流,可以取代图4D所示的兼容电路140。图5A所示的兼容电路包括一桥式整流电路。图5B相较于图4D所示的兼容电路,省略了电容C3。图5C相较于图4D所示的兼容电路,将该熔断器F1及F2改为电容C4及C5。在市电的应用时,该电容C4、C5可以达到防止LED日光灯发生短路的作用。图5D相较于图5C所示的兼容电路,省略了电容C3。

图4E为本发明的另一较佳实施例的LED日光灯的电路示意图。相较于图4D所示的实施例,本实施例增加了二灯丝仿真电路180并使用了图5C所示的兼容电路做为本实施例的兼容电路140。该二灯丝仿真电路180分别电性连接该第一接脚A1及该第二接脚A2,以及该第三接脚B1及该第四接脚B2,用以导通一电流于其间。

该二灯丝仿真电路180各自包括串联的二电阻R5及R6,以及串联的电容C9及C10,且该二电阻R5及R6的连接点耦接该二电容C9及C10的连接点。当LED日光灯安装于具有预热功能的灯管座时(例如:具有预热型程序启动的电子镇流器的灯管座),在预热过程,该交流讯号的电流可流经该二灯丝仿真电路180的该电阻R5及R6、该电容C9及C10,而达到模拟灯丝的效果。如此,电子镇流器在启动时能够正常度过灯丝预热阶段,而保证电子镇流器正常启动。当点灯方式为不需预热的方式,例如:实时启动(Instant Start),则不论是单端通电或双端通电,该二灯丝仿真电路180均不影响LED日光灯的正常运作。

当然,本实施例中的灯丝仿真电路180也可以为具有单一(或以上)电阻或同时并联单一(或以上)电容来导通预热过程的该交流讯号的电流而相同地达到模拟灯丝的效果。举例来说:单一电阻、并联的单一电阻及单一电容、串联的二电阻与单一电容并联、或串联的二电容与单一电阻并联均可作为本发明的兼容电路。

另外,图5A及图5D所示的兼容电路可以取代图4E所示的兼容电路140而不影响安装于具有预热功能的灯管座的LED日光灯的运作。

图4F为本发明的第十四较佳实施例的LED日光灯的驱动电路的电路示意图。在整流单元110的该二极管D1与D2的连接点及二极管D3与D4的连接点间设有电容620。在二极管D1与D2的连接点及二极管D5与D6的连接点间连接有电容641;在二极管D3与D4的连接点及二极管D5与D6的连接点间连接有电容642。稳压二极管650连接于该滤波单元120的输出而与该滤波单元120并联。该稳压二极管650设置的好处在于:原来当开机瞬间,电子镇流器点火电压(即跨在接脚A1、接脚A2与接脚B1、B2之间电压)很高,整流滤波后C2的电压也很高,会导致该LED模块630中的组件,例如:晶体管开关631,因超过组件的额定电压)而失效或毁损。采用稳压二极管650之后,可以将整流滤波后电容C2上的电压限制在一定电压以内,从而保证晶体管开关631等组件不会过压。

在本实施例中,该兼容电路140包括二极管D5及D6、一电容C3以及电容C4及电容C5。该二极管D5的一负极电性连接该滤波单元120的一端,其正极分别与该电容C3的一端和该二极管D6的一负极电性连接,而该二极管D6的一正极电性连接该滤波单元120的另一端。该电容C3的另一端与该电容C4及电容C5电性连接,而该电容C4及电容C5分别电性连接该第三接脚B1及该四接脚B2。电容C3、电容C4及电容C5可以避免使用者安装时,误触灯管导电部份而发生高电流流经人体的触电危险。

首先说明电容641及642的作用。

若该交流讯号以双端通电耦接该LED日光灯,这时分为3种连接情况:

1):即耦接该第一接脚A1及该第二接脚A2其中之一以及该第三接脚B1及该第四接脚B2其中之一时,则该交流讯号的一电流由该第一接脚A1及该第二接脚A2其中之一或该第三接脚B1及该第四接脚B2其中之一流入,并由另一流出。也就是说,当该交流讯号于正半波时,该交流讯号的电流经该第一接脚A1及该整流单元110的该二极管D1或经该第二接脚A2及该整流单元110的该二极管D3流入,经该滤波电路120、该LED模块630,然后再经该兼容电路140的该二极管D6、该电容C3,最后由该电容C4及该第三接脚B1或由该电容C5及该第四接脚B2流出。当该交流讯号于负半波时,该交流讯号的电流流经该第三接脚B1及电容C4或由该第四接脚B2及该电容C5流入,然后经该电容C3、该二极管D5、该滤波电路120、该LED模块630,最后由该整流单元110的该二极管D2及该第一接脚A1或由该整流单元110的该二极管D4及该第二接脚A2流出。

2):第一接脚A1及该第二接脚A2短接后连接到电子镇流器的一端;以及第三接脚B1及该第四接脚B2短接后连接到电子镇流器的另一端(这时整流器有2个连接端)。

3):第一接脚A1、该第二接脚A2、第三接脚B1及该第四接脚B2分别连接到电子镇流器(这时整流器有4个连接端时)。

并联的电容641及642与电容C3以及并联的电容C4及C5串联于该第一接脚A1及该第二接脚A2及该第三接脚B1及该第四接脚B2之间,故起到了分压作用。相较于电容641及642,该滤波单元120中的电容C1、C2,由于经过整流单元110及兼容电路140中的二极管的整流作用,无法完全起到分压作用,也就是说,经过整流作用的电容C1、C2对电子镇流器只有被充电而无被放电的作用。当电子镇流器启动(点火)完成后进入正常工作状态,其输出电压将降至正常工作电压。因此在正常工作状态时滤波单元120中的电容C2上的电压不会很高,从而保证晶体管开关631等组件可以工作在额定电压范围内。

图5D的兼容电路可用以取代图4F所示的兼容电路140。相较于图4F所示的兼容电路,图5D的兼容电路省略了电容C3。因此,并联的电容641及642仍与并联的电容C4及C5串联于该第一接脚A1及该第二接脚A2及该第三接脚B1及该第四接脚B2之间,而起到了分压作用。

作为上述方案的变形,电容641及642可只设置一个(即,设置电容641或642)。

作为上述方案的变形,上述方案中,还可包括放电电路,放电电路可以是一个或多个电阻。该放电电路并联滤波电路120和/或LED模块630中的LED组件202形成的支路。在电源断电后,放电电路可以减轻或防止LED日光灯在关灯时出现闪烁。放电电路也可是其他形式的放电电路,只要能实现:电源关断时通过该放电电路可以持续流通一预定电流或以上即可,该预定电流系根据LED日光灯内的储能组件,例如:电感、电容而决定。

再来说明电容620的作用。

若LED日光灯的输入讯号为一交流讯号,例如:市电AC,耦接该第一接脚A1及该第二接脚A2时,即如同图4A所示的实施例为单端通电时,该交流讯号的一电流由该第一接脚A1及该第二接脚A2其中之一流入,并由另一流出。此时电容620起到EMI的作用。此时电容641及642并未起到分压效果,而由于市电AC的电压低于电子镇流器的输出电压,所以LED模块630依然可以正常运作。

上述方案中:电容C1及C2的取值范围:100pF~1uF;电容C3,C4,C5的取值范围:100pF~100nF;电容620的取值范围:100pF~1uF;电容641及642的取值范围:100pF~100nF;电感L1的取值范围:10nH~10mH。

在一个实施方式中,所述模式确定电路可以包括:采样电路,其用于对所述整流后信号采样生成第一电压及第二电压;控制电路,其用于确定所述第一电压是否位于第一电压范围,及所述第二电压是否位于第二电压范围。当所述第一电压位于所述第一电压范围时,所述模式确定电路确定所述LED模块执行第一发光模式;当所述第二电压位于所述第二电压范围时,所述模式确定电路确定所述LED模块执行第二发光模式。

在一个实施例中,所述控制电路可以包括开关电路;当所述LED模块执行第一发光模式时,所述模式确定电路通过持续打开所述开关电路持续导通电流直到停止向所述LED模块供电;当所述LED模块执行第二发光模式时,所述模式确定电路通过交替打开所述开关电路使通过所述LED模块的电流可调。其中,控制电路可以为IC(Integrated Circuit)模块,开关电路可以为MOS开关,此时,MOS开关内置于IC模块中。

在另一实施例中,所述模式确定电路还包括开关电路;当所述LED模块执行第一发光模式时,所述模式确定电路通过持续打开所述开关电路持续导通电流直到停止向所述LED模块供电;当所述LED模块执行第二发光模式时,所述模式确定电路通过交替打开所述开关电路使通过所述LED模块的电流可调。其中,控制电路可以为IC(Integrated Circuit)模块,开关电路可以为MOS开关,此时,MOS开关设置于IC模块外,即,相对于IC模块外置。

具体的,所述整流电路可以具有用于输出整流后信号的第一输出端及第二输出端。所述采样电路包括:用于采样生成第一电压的第一电压采样电路,其包括串联于所述第一输出端及第二输出端之间的第一电阻及第二电阻;用于采样生成第二电压的第二电压采样电路,其包括串联于所述第一输出端及第二输出端之间的第三电阻及第四电阻。所述控制电路耦接于所述第一电阻与所述第二电阻之间以接收所述第一电压,所述控制电路耦接于所述第三电阻与所述第四电阻之间以接收所述第二电压。

在一个实施例中,所述模式确定电路还可以包括用于所述LED模块执行第二发光模式的开关电路。所述第二电压采样电路还包括RC电路;所述RC电路被配置为接收所述第二电压以进行反复充放电,从而交替打开关闭所述开关电路。

进一步的,所述RC电路具有一个电阻及一个电容;在所述RC电路中,所述电阻的一端连接所述第三电阻与所述第四电阻之间,所述电阻的另一端连接所述开关电路以及所述电容的一端,所述电容的另一端连接所述第二输出端。

在另一个实施例中,所述模式确定电路还包括用于所述LED模块执行第二发光模式的开关电路。所述第二电压采样电路还包括脉冲宽度调制电路;所述脉冲宽度调制电路连接于所述开关电路与一连接点之间,该连接点位于所述第三电阻与所述第四电阻之间。所述脉冲宽度调制电路被配置为接收所述第二电压以生成具有响应所述第二电压的占空比的脉冲信号,所述脉冲信号用于交替打开关闭所述开关电路。

在一个实施方式中,所述模式确定电路可以包括镇流接口电路,所述镇流接口电路作为所述LED日光灯与用于向所述LED日光灯供电的电子镇流器之间的接口。

在一个实施方式中,所述整流后信号的状态包括整流后信号的电压值或频率值。

在一个实施方式中,所述模式确定电路被配置为当外部驱动信号开始输入到LED日光灯时,模式确定电路将不会进入导通状态,直到延迟预定时间后传递驱动信号,其中,所述预定时间为10毫秒至1秒之间。此时,模式确定电路也可以称之为延时电路。

在一个实施方式中,所述LED日光灯还可以包括噪声抑制电路,所述噪声抑制电路包括耦接于所述LED模块与所述模式确定电路的一输出端之间的电感。

具体的,所述电感具有第一端及第二端,所述第一端连接至所述LED模块的阴极端。所述噪声抑制电路还包括:与所述电感串联的电阻,其位于所述电感与所述模式确定电路之间;具有第一端、第二端以及第三端的晶体管;所述第一端连接至所述电感与所述LED模块之间的连接点;所述第二端与所述第三端分别连接至所述电阻的两端;所述晶体管被配置为减小流过所述电感的电流。

在本实施方式中,所述LED日光灯还可以包括:滤波电路,其用于对所述整流后信号滤波;与所述LED模块并联的电容,其用于在所述LED模块的电压超过电压阈值时放电。其中,所述电容可以包括放电管、电容、或二极管。

在本实施方式中,所述LED日光灯还可以包括:灯管;位于所述灯管内的灯板;位于所述灯管端部的灯头,所述灯头内设有电源板;所述整流电路、所述滤波电路、所述电容以及所述LED模块设置于所述灯板上;所述模式确定电路及所述噪声抑制电路设置于所述电源板上。

在另一个实施方式中,所述LED日光灯还可以包括二个模拟灯丝电路;所述整流电路具有二个。在所述噪声抑制电路中,所述电感包括第一电感、第二电感、第三电感、第四电感。在一个所述整流电路与一个所述模拟灯丝电路之间设有串联的第一电感(3631)及第二电感(3632);在另一个所述整流电路与另一个所述模拟电路之间设有串联的第三电感(3633)及第四电感(3634)。所述第一电感并联有具有续流作用的第一二极管(3635),所述第二电感并联有具有续流作用的第二二极管(3636),所述第三电感并联有具有续流作用的第三二极管(3637),所述第四电感并联有具有续流作用的第四二极管(3638);所述第一二极管(3635)与所述第二二极管(3636)的极性相反;所述第三二极管(3637)与所述第四二极管(3638)的极性相反。

在本实施方式中,所述LED日光灯还可以包括:滤波电路,其用于对所述整流后信号滤波;与所述LED模块并联的电容,其用于在所述LED模块的电压超过电压阈值时放电。具体的,所述电容包括电容、放电管、或二极管。

在本实施方式中,所述LED日光灯还可以包括:灯管;位于所述灯管内的灯板;位于所述灯管端部的灯头,所述灯头内设有电源板。其中,所述整流电路、所述滤波电路、所述电容、所述噪声抑制电路以及所述LED模块设置于所述灯板上;所述模式确定电路设置于所述电源板上。

下面将结合附图描述上述各个实施方式的具体原理,但应当理解的是以下具体的实施例仅为解释支持作用,对本申请权利要求的保护范围不会产生限制。

在本申请一个实施方式中提供一种LED日光灯,包括:整流电路,其与所述LED日光灯端部的接脚电性连接,以将该接脚接收的镇流器输出的交流信号整流;与所述整流电路耦接的LED模块,其包括至少一个LED组件;与所述整流电路、所述LED模块耦接的模式确认电路;所述模式确认电路包括控制电路、采样电路及芯片供电支路;所述芯片供电支路耦接所述整流电路及所述控制电路以向所述控制电路供电;所述采样电路耦接所述整流电路及所述控制电路以向所述控制电路提供采样信号,所述控制电路根据所述采样信号控制所述LED模块执行第一发光模式或第二发光模式。

其中,所述模式确认电路可以利用延时导通的效果,让起始的电能不浪费的储存在电容上,待需要时再进行放电,可以让能源使用优化。可以看出所述模式确认电路也可以称为延时开关电路。具体的,所述模式确认电路的控制电路可以包括IC模块、MOS开关,MOS开关的开关动作可以控制LED模块的发光,而IC模块可以通过采样信号来控制MOS开关的开关动作。MOS开关与IC模块可以一体设计(即MOS开关内置)形成IC模块,也可以分体设计(即MOS开关外置),本申请并不作任何限制,下面将通过不同的实施例展示。

如图8a所示,为本发明第三较佳实施例的LED日光灯的电路示意图。LED日光灯500包括:整流电路510、LED模块530、延时开关电路1590。在该实施例中,延时开关电路1590可以为模式确认电路的一个实施例。

整流电路510电性连接该LED日光灯的接脚A、接脚B(在其他的实施例中,接脚A可拆分为接脚501/502;接脚B拆分为接脚503/504),用以将耦接该接脚A或该接脚B的镇流器的交流电整流成直流电。该镇流器可为电感式镇流器或电子式镇流器。

LED模块530电性连接该整流电路510,并对应滤波的直流电而发光。

整流电路510也可以是其他种类的全波整流电路或半波整流电路,而不影响本发明方案欲达到的功能。

在本实施例中,LED模块530还设有电容633。该电容633与LED组件632形成的支路并联。电容633起到稳压兼滤波的作用。滤波用于将整流后的该直流讯号,并滤除该直流讯号中的高频成分。延时开关电路1590,包括:一MOS开关1591、驱动该MOS开关1591工作的IC模块及该IC模块的辅助模块。该辅助模块至少包括提供IC模块工作电源的芯片供电支路及采样电路。提供IC模块工作电源的支路由电阻1594和电容1595串联形成,在电阻1594和电容1595的连接点电联接至IC模块的芯片供电端口(也称为VCC端)。采样电路有电阻1592及1593串联形成,IC模块上具有电源检测端(OVP)端口,通过该端口采样电阻1592及1593的连接点的电压值(对地的电压),依据该电压值IC模块驱动MOS开关1591动作(导通/截止)。所述IC模块在所述电压值达到预定阈值时控制MOS开关1591导通,从而使所述LED模块530发光。

参数说明:IC模块通过采样电阻1592及1593串联连接点D端的电压值(对地的电压)。该电压值的范围0.7V~1.25V。较佳选取1.0V。这时IC模块发出指令,MOS开关1591导通。电阻1592的阻值200K欧姆~500K欧姆;较佳的选取,300K欧姆~400K欧姆;本实施例中选取360K欧姆;电阻1593的阻值0.5K~4K欧姆,较佳的选取1.0K欧姆~3K欧姆;本实施例中选取1K欧姆。

在采样本方案的LED日光灯,对于采样电阻1593及1593串联形成的端点C:应用在电子镇流器场合时,LED日光灯接通电源初期(时间小于100ms内,通常20~30ms内)C端的电压介于200V~300V,随着电子镇流器平稳的工作,C端的电压升高,进而D端的电压也随之升高,当D端的电压达到设计的阈值时,IC模块发出指令(信号),MOS开关导通(LED日光灯工作),之后MOS开关维持导通状态;应用在电感镇流器场合时,利用电感镇流器运行“过零”的特性,以市电120V为例,当LED日光灯通电的初期(当IC模块采样到D端的电压小于0.2V时(本方案采用0.1V),IC模块发出指令,MOS开关导通,之后MOS开关维持导通状态。

通过上述的设计,LED日光灯可应用于电子镇流器及电感镇流器的场合。

上述方案中,IC模块与MOS开关可以封装成一个IC模块,即将MOS开关内置。

作为上述方案的变形,IC模块通过采样整流电路输出的电流频率,控制MOS开关的动作(导通/截止)。通常应用在电感镇流器的场合时,检出的频率不超过400Hz(即频率阈值为400HZ);而应用在电子镇流器的场合时,为高频信号。通过设定频率的阈值,也可实现LED日光灯应用于电感镇流器及电子镇流器。即,所述IC模块在所述频率值达到频率阈值时控制MOS开关导通,从而使所述LED模块发光。

本实施例中,延时开关电路1590通常设置于电源板上,整流电路510、LED模块530中的稳流电容及LED模块530中的LED组件(有时也称光源202)组成的支路设置于灯板2上。

如图8b所示,为本发明第四较佳实施例的LED日光灯的电路示意图。LED日光灯500包括:整流电路510、LED模块530、延时开关电路1590(也可以称为模式确认电路)。

整流电路510分别电性连接该LED日光灯的接脚501/502及接脚503/504,用以将耦接该接脚镇流器输出的交流电整流成直流电。该镇流器为电子式镇流器(也可为电感式镇流器)。

LED模块530电性连接该整流电路510,并对应滤波的直流电而发光。

整流电路510也可以是其他种类的全波整流电路或半波整流电路,而不影响本发明方案欲达到的功能。

在本实施例中,LED模块530还设置有电容633。该电容633与LED组件632形成的支路并联。LED模块530还设置有电感635,该电感635与LED组件632支路串联。该电感635可以抑制噪声。

在本发明的其它实施例中,上述电容633上还并联有释能电阻(图未示,用于防止LED组件闪烁)。

在本发明的其它实施例中,上述电感635上还并联有二极管634(该二极管的极性与LED组件632形成的支路的极性相反(如图8b所示)。该二极管634对电感635起到续流作用。

作为本发明的实施例的变形,电感635可设置在整流电路510与LED模块530之间(这时,LED模块530中可不设有电感及其并联的二极管)。还可设置在接脚与整流电路510之间(及整流之前)。这时,还可在该电感上并联二极管(对该电感进行续流)。

作为上述实施例方案的变形,在一侧整流电路510的输出端间设有钳位二极管以保护LED日光灯500。通常该钳位二极管的阈值600V~800V,在本方案中,钳位二极管的阈值为700V。

延时开关电路1590,包括:一MOS开关1591、驱动该MOS开关1591工作的IC模块及该IC模块的辅助模块。该辅助模块,至少包括,提供IC模块工作电源的支路,及采样电路。提供IC模块工作电源的支路由电阻1594和电容1595串联形成,在电阻1594(第八电阻)和电容1595(第三电容)的连接点电联接至IC模块的电源驱动端口(VCC)。采样电路有电阻1592及1593串联形成,IC模块上具有OVP端口,通过该端口采样电阻1592及1593的连接点的电压值(对地的电压),依据该电压值IC模块驱动MOS开关1591动作(导通/截止)。

参数说明:IC模块通过采样电阻1592及1593串联连接点D端的电压值(对地的电压)。该电压值0.9V~1.25V。较佳选取1.0V。这时IC模块发出指令,MOS开关1591导通。电阻1592的阻值200K欧姆~500K欧姆;较佳的选取,300K欧姆~400K欧姆;本实施例中选取360K欧姆;电阻1593的阻值0.5K~4K欧姆,较佳的选取1.0K欧姆~3K欧姆;本实施例中选取1K欧姆。其中,电阻1592及电阻1593均可以为单个电阻,也可以由多个小(子)电阻串联形成,只要其阻值等效为电阻1592及电阻1593的阻值大小即可。

在采样本方案的LED日光灯,对于采样电阻1592及1593串联形成的端点C:应用在电子镇流器场合时,LED日光灯接通电源初期(时间小于100ms内,通常20~30ms内)C端的电压介于200V~300V,随着电子镇流器平稳的工作,C端的电压升高,进而D端的电压也随之升高,当D端的电压达到设计的阈值时,IC模块发出指令(信号),MOS开关导通(LED日光灯工作),之后MOS开关维持导通状态;应用在电感镇流器场合时,利用电感镇流器运行“过零”的特性,以市电120V为例,当LED日光灯通电的初期(当IC模块采样到D端的电压小于0.2V时(本方案采用0.1V),IC模块发出指令,MOS开关导通,之后MOS开关维持导通状态。

增设的电感选取1~10mH。较佳的选取1~5mH。上述实施例中选取2mH。

通过上述的设计,LED日光灯可应用于电子镇流器及电感镇流器的场合。

上述方案中,IC模块与MOS开关可以封装成一个IC模块。

作为上述方案的变形,IC模块通过采样,整流电路输出的电流频率,控制MOS开关的动作(导通/截止)。通常应用在电感镇流器的场合时,检出的频率不超过400Hz;而应用在电子镇流器的场合时,为高频信号。通过设定频率的阈值,也可实现LED日光灯应用于电感镇流器及电子镇流器。

本实施例中,整流电路510、LED模块530中的稳流电容及延时开关电路1590通常设置于点灯电路模块5上(即电路板上),LED模块530中的LED组件(有时也称光源202)设置于灯板2上。

如图8c所示,为本发明第五较佳实施例的LED日光灯的电路示意图。与图8b的区别在于,本实施例增加了二模拟灯丝电路570,该二模拟灯丝电路570各自包括串联的二电阻573及574,以及串联的电容571及572,且该二电阻573及574的连接点耦接该二电容571及572的连接点。当发光二极管灯管安装于具有预热功能的灯管座时(例如:具有电子镇流器的灯管座),在预热过程,交流讯号的电流可流经该二模拟灯丝电路570的该电阻573及574、该电容571及572,而达到模拟灯丝的效果。如此,电子镇流器在启动时能够正常度过灯丝预热阶段,而保证电子镇流器正常启动。

作为上述方案的变形,在本发明的其它实施例中,在LED日光灯的接脚(501和/或502;503和/或504)上串设一保护装置。较佳该保护装置为温度保险丝,以防止LED日光灯在带电操作时发生打火(打火的机理:电子镇流器稳定操作时会输出高压(通常为600Vrms),在带电更换LED日光灯灯管时,若LED日光灯灯管一端已经连好,一端没有接触好(即LED日光灯的灯头上的导电针与灯座的导电铜片存在一定的距离)。这种情况下,由于导电针与导电铜片之间存在高压,会击穿空气形成拉弧,电弧处会产生大量的热,导致导电针及附近的塑料件(灯头)融化等问题。),烧毁LED日光灯的灯头。通常,选取温度保险丝的温度阈值范围介于130度~150度。较佳的,温度保险丝的温度阈值范围介于130度~140度。上述实施例中,温度保险丝的温度阈值范围选取140度。当该LED日光灯的灯头发生打火时,熔断该温度保险丝。

模拟灯丝电路还可采用仅是NTC(负温度系数电阻)的方案。此时该NTC的阻值不超过15欧姆。较佳的,阻值介于2欧姆~10欧姆。通常选取4~5欧姆。

如图8d所示,为本发明第六较佳实施例的LED日光灯的电路示意图。

LED日光灯500包括:整流电路510、LED模块530、控制电路2590。

整流电路510分别电性连接该LED日光灯的接脚501/502及接脚503/504,用以将耦接该接脚的镇流器输出的交流电整流成直流电。该镇流器为电子式镇流器(也可为电感式镇流器)。

LED模块530电性连接该整流电路510,并对应滤波的直流电而发光。

整流电路510也可以是其他种类的全波整流电路或半波整流电路,而不影响本发明方案欲达到的功能。

在本实施例中,LED模块530包括电容633。该电容633与LED组件632形成的支路并联,起到稳流兼滤波的作用。

LED模块530还包括电感635,该电感635与LED组件632支路串联。本实施例在电感635处增设一触发电路。三极管638的基极与集电极分别连接到电感635的两端(三极管638的集电极连接到LED组件632的阴极端),在三极管638的基极与集电极间及基极与发射极间分别设有电阻636、电阻637,三极管638的发射极连接到IC模块2591的DRN端。通常LED组件632流出的电流经电感635及电阻637形成回路,电流流过电阻637形成压降,当该压降达到三极管638的导通电压(通常为0.7V),三极管638导通,这时部分电流经三极管分流。本实施例中,电阻637选取1.7欧姆。但也可依据设定的电流大小而调整(即流经该电阻的阻值与电流的乘积为三极管的导通阈值)。电阻636通常选取0.5~2K。本实施例中选取1K欧姆。

作为上述方案的变形,三极管638还可用MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)管替代。

在本发明的其它实施例中,上述电容633上还并联有用于释能电阻(图未示,用于防止关断时LED日光灯闪烁)。

在本发明的其它实施例中,上述电感635上还并联有二极管634(该二极管的极性与LED组件632形成的支路的极性相反(如图8b所示)。该二极管634对电感635起到续流作用。

作为本发明的实施例的变形,电感635可设置在整流电路510与LED模块530之间(这时,LED模块530中可不设有电感及其并联的二极管)。还可设置在接脚与整流电路510之间(及整流之前)。这时,还可在该电感上并联二极管(对该电感进行续流)。

控制电路2590,包括:IC模块2591;该IC模块包括

IC模块2591的芯片供电(VCC)端、接地端(GND端、参考地),电流可调整触发(CS)端,二内置MOSFET漏极(DRN)端、及恒流模式触发(STP)端;电阻2598的一端与整流电路510的一输出端相连,另一端连接与电容2599的一端,电容2599的另一端接地。所述二内置MOSFET漏极端(的连接点A)与所述LED模块耦接。电阻2598(第八电阻)与电容2599(第三电容)的连接处电气连接至VCC端,给IC模块2591供电(VCC的电压通常为10~30V,较佳的,20~30V,本实施例选取28V);

电阻2594与电阻2595串联形成的支路两端电性的连接到整流电路510的输出端,电阻2594与电阻2595的连接处经电阻2596(第七电阻)电性连接到IC模块2591的CS端;在CS端及B点(整流电路的输出端)间设有电容2597(第一电容);

采样电路由电阻2592(第一电阻)及2593(第二电阻)串联形成,IC模块2591具有STP(即OVP)端口,通过该端口采样电阻2592及2593的连接点D端的电压值(对地的电压,第一电压值),依据该电压值,IC模块2591驱动其内置的MOS导通/截止。

采样电路由电阻2594(第三电阻)及2595(第四电阻)串联形成,IC模块2591具有的CS端口,通过该端口采样电阻2594及2595的连接点E端的电压值(对地的电压,第二电压值),依据该电压值,IC模块2591驱动其内置的MOS开关导通/截止。

对于IC模块2591,具有2种功能模式,即上述第一发光模式和第二发光模式。在第一发光模式下,即IC模块2591通过与之连接的MOS开关(本方案采用IC模块内置MOS开关)触发该MOS开关,则维持流进调节LED模块530回路电流的功能(简称,恒流模式);在第二发光模式下,IC模块2591通过与之连接的MOS开关(本方案采用IC模块内置MOS开关),具有调节流进LED模块530电流的功能(简称,电流调整模式)。

接下来详细的描述本实施例方案的IC模块的动作,LED日光灯通电后,通过采样电阻2592及电阻2593间的端点D的电压信息,以及采样电阻2594及电阻2595间的端点E的电压信息判断IC模块工作于何种模式(即第一发光模式或第二发光模式;E点采集的电压信息(对地的电压)对应于IC模块工作时具有调节电流的功能,而D点采集的电压信息(对地的电压)对应于IC模块工作时无调节电流的功能)。即,当所述第一电压位于所述第一电压范围时,所述模式确定电路确定所述LED模块执行第一发光模式;当所述第二电压位于所述第二电压范围时,所述模式确定电路确定所述LED模块执行第二发光模式。

本方案中,所述LED模块执行第一发光模式,IC模块工作于恒流模式,即触发STP端,其导通条件为:当采样D端的电压Vd≤X1V(通常0V<X1<0.5V,较佳的0V<X1<0.3V,本案采用0.1V)或Vd≥X2V(X2≥1.0V,本案采用1.2V)时IC模块2591内置的开关导通。也可以认为,第一电压范围为大于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模块执行第一发光模式,IC模块工作于电流调节模式,即触发CS端,其导通条件为:当采样E端的电压X4V≤Vd≤X3V(通常0.5V<X4<0.85V,较佳的0.7V<X1<0.8V,本案采用0.75V。通常0.85V<X3<1.0V,较佳的0.9V<X3<0.98V,本案采用0.95V)。触发CS端后,通过电阻2596及电容2597(电阻2596及电容2597形成RC电路)周期性的充放电实现MOS开关的开/关(通过调节MOS开关的开/关,即类似占空比,实现电流调节。也可以认为,第二电压范围为大于0.5伏特小于1伏特。电阻2596及电容2597的参数视需设计的调节电流的多少而定)。本实施例中中,电阻2596的阻值0.5K~4K欧姆,较佳的选取1.0K欧姆~3K欧姆;本案选取1K欧姆。

电容2597的容值1~500nF,较佳的选取20~30nF,本案选取4.7nF。在其它的实施例中,还可用脉冲发生器(类似PWM控制)来实现替代。

上述方案中,IC模块工作于恒流模式时,此时IC模块具有锁存功能(即锁住当前工作状态的功能,实现恒流模式)。该锁存功能状态维持直至关断外部电源。重新启动时经由采样电路的采样结果判断工作于何种模式。

本实施例方案可应用在电子镇流器场合时,LED日光灯接通电源初期(时间小于100ms内,通常20~30ms内)C端的电压介于200V~300V,随着电子镇流器平稳的工作,C端的电压升高,进而D端的电压也随之升高,当D端的电压达到设计的阈值时,IC模块发出指令(信号),MOS开关导通(LED日光灯工作),之后MOS开关维持导通状态;电阻2592的阻值为540K欧姆及电阻2593的阻值为1K欧姆,IC模块2591的导通电压为:1.2V(也可依据该算法,预设其它的阈值)。这时流过LED模块的电流的大小不可调节。

本实施例方案可应用在电子镇流器场合时,LED日光灯接通电源初期(时间小于100ms内,通常20~30ms内)C端的电压介于200V~300V,随着电子镇流器平稳的工作,C端的电压升高,进而D及E端的电压也随之升高,当E端的电压达到设计的阈值时,触发IC模块的CS端,该IC模块发出指令(信号),MOS开关导通(LED日光灯工作),之后MOS开关按照设计的频率导通/截止(实现电流调节)。电阻2594的阻值为420K欧姆及电阻2593的阻值为1K欧姆。这时流过LED模块的电流的大小可调节。

本实施例的方案还可兼容镇流器为电感型镇流器。(利用电感性镇流器“过零”的特性,即采样Vd<0.25v(或0.2V)。即,第一预定区间为小于0.25伏特,以兼容电感型镇流器。应用在电感型镇流器场合时,利用电感镇流器运行“过零”的特性,以市电120V为例,当LED日光灯通电的初期(当IC模块采样到D端的电压小于0.2V时(本方案采用0.1V),触发IC模块2591的STP端,该IC模块发出指令,内置的MOS开关导通,之后MOS开关维持导通状态。这时流过LED模块的电流的大小不可调节。

作为上述方案的改进,为了维持STP端的稳定,可在电阻2593处并联一个电容(第二电容)。该电容取值100~500nF,较佳的选取200~300nF,本实施例选取220nF。

上述方案是描述结合采样的电压信息而设计的,在实际应用中,有时还可通过简单的变形,通过采样电流信息而觉得IC模块工作在何种模式下。

上述方案中采用IC模块内置MOS开关的形式,在某些场合也可采用IC模块加外置MOS开关的形式。

在其它的实施例中,可不用采样D端的电压Vd≤X1V触发STP的功能,这时只需在电阻2593与等效点B间(非电阻2593靠近D端侧)设置一二极管(注,该二极管的阴极连接到等效点B),利用二极管导通时的压降来规避此功能。有时还才用二二极管串联(接法同上,这时在该二极管上分别并联电容,这两电容串联连接。

参数说明:

电阻2592的阻值200K欧姆~600K欧姆;较佳的选取,270K欧姆~600K欧姆;本实施例中选取540K欧姆;电阻2593的阻值0.5K~4K欧姆,较佳的选取1.0K欧姆~3K欧姆;本实施例中选取1K欧姆。电阻2594的阻值200K欧姆~500K欧姆;较佳的选取,300K欧姆~500K欧姆;本实施例中选取420K欧姆;电阻2595的阻值0.5K~4K欧姆,较佳的选取1.0K欧姆~3K欧姆;本实施例中选取1K欧姆。

其中,电阻2592及电阻2593、电阻2594及电阻2595均可以为单个电阻,也可以由多个小(子)电阻串联形成,只要其阻值等效为电阻2592及电阻2593、电阻2594及电阻2595的阻值大小即可。

增设的电感选取1~10mH。较佳的选取1~8mH。上述实施例中选取6mH。

通过上述的设计,LED日光灯可应用于电子镇流器及电感镇流器的场合。

为增加IC模块2591的耐压性,在A端(二内置MOSFET漏极端与LED模块的连接点)与接地间增设一双向二极管或放电管。双向二极管或放电管的电压阈值300~600V(耐压上限与IC模块的耐压上限相同)。较佳的,选取400~500V。本实施例中阈值选取为400V。

上述的设计IC模块方案的设计思路(电流调节模式或恒流模式)可应用到如图8a,b,c所示的方案中,参数视应用场景作适当的调整(在此不在重复)。

作为上述方案的变形,在本发明的其它实施例中,在LED日光灯的接脚(501和/或502;503和/或504)上串设一保护装置。较佳该保护装置为温度保险丝,以防止LED日光灯在带电操作时发生打火(打火的机理:电子镇流器稳定操作时会输出高压(通常为600Vrms),在带电更换LED日光灯灯管时,若LED日光灯灯管一端已经连好,一端没有接触好(即LED日光灯的灯头上的导电针与灯座的导电铜片存在一定的距离)。这种情况下,由于导电针与导电铜片之间存在高压,会击穿空气形成拉弧,电弧处会产生大量的热,导致导电针及附近的塑料件(灯头)融化等问题。),烧毁LED日光灯的灯头。通常,选取温度保险丝的温度阈值范围介于130度~150度。较佳的,温度保险丝的温度阈值范围介于130度~140度。上述实施例中,温度保险丝的温度阈值范围选取140度。当该LED日光灯的灯头发生打火时,熔断该温度保险丝。

模拟灯丝电路还可采用仅是NTC(负温度系数电阻)的方案。此时该NTC的阻值不超过15欧姆。较佳的,阻值介于2欧姆~10欧姆。通常选取4~5欧姆。

如图8e所示,为本发明第七较佳实施例的LED日光灯的电路示意图。与图8d的区别在于,本实施例增加了二模拟灯丝电路570,该二模拟灯丝电路570各自包括串联的二电阻573及574,以及串联的电容571及572,且该二电阻573及574的连接点耦接该二电容571及572的连接点。即LED日光灯能应用在PS型镇流器的场合,当该LED日光灯安装于具有预热功能的灯管座时(例如:具有PS型镇流器的灯管座),在预热过程,交流讯号的电流可流经该二模拟灯丝电路570的该电阻573及574、该电容571及572,而达到模拟灯丝的效果。如此,PS型镇流器在启动时能够正常度过灯丝预热阶段,而保证镇流器正常启动。

参数说明:如图8e所述的方案中,对于模拟灯丝电路570,电阻573及电阻574的阻值10K欧姆~1M(兆)欧姆,较佳的采用100K欧姆~1M(兆)欧姆,本方案中采用100K欧姆;电容571及572的容值:3nF~2pF,较佳的,电容571及572的容值:3nF~100nF,本方案中,采用4.7nF。

在实际应用时,起稳流作用大电容633可用2颗小电容串联进行冗余设计。这时由于采用2颗小电容,该小电容可选用薄膜型电容,这样可将其设置在灯板上,(通常采用单颗大电容时该电容设置在电源模块中)。采用本方案的实施例,电源模块设置于LED日光灯两侧的灯头内(某些场合也有仅设置在一侧的灯头),电源模块包括:一侧的模拟灯丝电路570(也可将两侧的模拟灯丝电路570皆设置于电源模块),整流电路,控制电路2590等,LED模块530中的LED组件632支路串联在灯板上,其余组件(如电感635等)通过合理的布局设置在电源模块上。

如图8f所示,为本发明第八较佳实施例的LED日光灯的电路示意图。

LED日光灯500包括:整流电路510、LED模块530、控制电路3590。

整流电路510分别电性连接该LED日光灯的接脚501/502及接脚503/504,用以将耦接该接脚镇流器输出的交流电整流成直流电。该镇流器为电子式镇流器。

LED模块530电性连接该整流电路510,并对应滤波的直流电而发光。

整流电路510也可以是其他种类的全波整流电路或半波整流电路,而不影响本发明方案欲达到的功能。

在本实施例中,LED模块530包括主要用于滤波的电容633。该电容633与LED组件632形成的支路并联,起到稳压兼滤波的作用。

若流进LED模块530的电流过大时,则流过MOS开关3591的电流也随之增加,如,流过MOS开关3591的电流超过其额定值,MOS开关温度上升,MOS开关3591长期处于该状态时,MOS开关3591会损坏或缩短使用寿命。进而影响LED日光灯的使用寿命。为防止流过MOS开关3591的电流过大,在该MOS开关3591上并联一三极管3592,当流经MOS开关3591的电流超出设定的阈值时,通过该三极管3592进行分流。

接下来,描述三极管3592的工作过程。三极管3592的基极与发射极间设有电阻3593(第九电阻)。通常LED组件632流出的电流经MOS开关3591、电阻3593形成回路,电流流过电阻3593,在该电阻上形成压降,当该压降达到三极管3592的导通电压(通常为0.7V),三极管3592导通,这时部分电流经三极管后与电阻3593流出的电流合流后形成回路。从而达到抑制流过MOS开关3591电流的目的。

本实施例中,电阻3593与流过该电阻的电流对应关系:

假设电阻3593的阻值,Rx=10Ω,三级管3592的发射结正偏电压0.7V,三极管电流放大倍数β=50,电路中的电流,I总=1A:

达到三级管3592的发射结正偏电压0.7V时,流过电阻3593的电流为Ir=0.7/10(mA)=70(mA),流过三极管3592的发射极的电流Ie=I总-Ir=930(mA);这时流过三极管3592的基极的电流Ib=Ie/(1+β)=18.2(mA);

则流过MOS开关3591的电流:Imos=Ib+Ir=88.2(mA)。

MOS开关3591的驱动信号由IC发出。本实施例中,MOS开关3591导通后,一直维持导通的状态,可进一步的降低该MOS开关的开关损耗。在其它的实施例中,MOS开关3591还可为不超过100KHz的频率进行开关。

需要说明的是,上述只是给出一个参考的实施例,具体参数及规格可视应用的场合而稍有不同。

在本发明的其它实施例中,上述电容633上还并联有用于释能的高阻抗电阻(图未示,用于防止LED组件闪烁),其阻值通常为几十K到几百K欧姆之间。应用于大功率时(通常功率大于30W),该电阻可采用水泥电阻来释放滤波电容的能量,防止LED灯闪烁。

发明人在试验的过程中发现,如图8f示方案的LED日光灯在与一些品牌的电子镇流器组合应用时,由噪音的产生,为此,发明人对图8f的方案进行了进一步的改善,提出如图8g所示的方案。该方案与图8f示方案的区别在于:

LED模块530还包括抑制电流突变的电感635,该电感635与LED组件632支路串联。通过该电感635来抑制回路中电流的突变。进而抑制由于电子镇流器输出电流的幅度变化而产生的噪音(这时电子镇流器输出电流幅度变化引起的噪音不是完全没有了,而是这时电流幅度变化的频率人耳对此不敏感)。

申请人在实验的过程中还发现,由于电感635具有抑制电流突变的功能,若初始流进该电感的电流较大(如1A),则该电感一直处于流过较大电流的状态,由于电感本身具有阻值,这样其发热比较厉害。为了降低电感的发热量,可通过利用三极管旁路电路的形式来抑制流进电感635的电流,同时达到LED模块的照明要求。

接下来,详细的描述三极管旁路电路。三极管638的基极与集电极分别连接到电感635的两端(三极管638的集电极连接到LED组件632的阴极端),在三极管638的基极与集电极间及基极与发射极件分别设有电阻636、电阻637,三极管638的发射极连接到MOS开关4592的漏极端。通常LED组件632流出的电流经电感635、电阻637及MOS开光4591形成回路,电流流过电阻637形成压降,当该压降达到三极管638的导通电压(通常为0.7V),三极管638导通,这时部分电流经三极管分流。从而达到抑制流经电阻637的电流(实现抑制流进电感635的电流过大的目的)。本实施例中,电阻637选取1.7欧姆。但也可依据设定的电流大小而调整(即流经该电阻的阻值与电流的乘积为三极管的导通阈值)。电阻636通常选取0.5~2K。本实施例中选取1K欧姆。电阻636具有过压保护作用,其用于保护三极管不被高压击穿。

在本发明的其它实施例中,上述电容633上还并联有用于释能电阻(图未示,用于防止LED组件闪烁)。

在本发明的其它实施例中,上述电感635上还并联有二极管634(该二极管的极性与LED组件632形成的支路的极性相反(如图8b所示)。该二极管634对电感635起到续流作用。

对于MOS开关3591的驱动信号由IC发出。IC模块至少包括一信号采集电路及电源供给电路(图未示)。在本发明的其它实施例中,MOS开关与IC模块可封装到一个模块中。

在本发明的其它实施例中,在图8f及图8g所示的方案,两端增加如图8f中所示的模拟灯丝电路570,该模拟灯丝电路570各自包括串联的二电阻573及574,以及串联的电容571及572,且该二电阻573及574的连接点耦接该二电容571及572的连接点。当发光二极管灯管安装于具有预热功能的灯管座时(例如:具有电子镇流器的灯管座),在预热过程,交流讯号的电流可流经该二模拟灯丝电路570的该电阻573及574、该电容571及572,而达到模拟灯丝的效果。如此,电子镇流器在启动时能够正常度过灯丝预热阶段,而保证电子镇流器正常启动。

灯板采用印刷电路板或可挠性电路板(较佳的选用可挠性电路板即FPC板),而电源模块则采用印刷电路板的结构。

在其它的实施例中,可将并联于电容633的用于防止关断电源时发生闪烁的大电阻也设置于灯板上。电感635设置于电源模块上,还有一个好处在于:本案选用的抑制电流突变的电感的感值为6mH,比较重,如设置于灯板由于灯板采用可挠性结构(即灯板比较软),制造时会增加制作的难度。

发明人在推进如图8c-图8f的方案时发现,该方案虽有效的降低在应用于与某些镇流器匹配时,镇流器的噪音问题。但是该方案,由于皆引入电感635,通常选用的电感635的重量比较重。

若该电感635用在采用柔性电路板作为灯板结构(灯板比较柔软)的LED日光灯中,后期制作LED日光灯时带来极大困难,增加制造的难度;

若将电感635设置在电源5的电源板上,依据图8c-图8f的拓扑方案,电源5的电源板与灯板通常通过焊接的方式进行连接,这样的焊接实现方式,电源板上需设置3个焊盘(灯板上设置有与之对应的设有3个焊接点),这三个焊盘设计用于电气连接由光源202形成支路的正极,负极以及接地;

若将电感635分别设置于模拟灯丝电路570与整流单元510之间(即将电感635放到整流单元510的前面),这样的拓扑电路,当流过电感635的电流下降时,电感635上产生反向电压,经由光源202形成支路进行续流,这使得流经光源202的电流比预先设计的高很多。LED日光灯的功率异常。

为此,本发明的实施例还进一步的对图8c-图8f的方案进行改善。提出一种改进的方案即第八较佳实施例如图8h所示,LED日光灯500包括:整流单元510、LED模块530、延时开关电路1590及模拟灯丝电路570。

在其它的实施例中,LED日光灯500可采用没有模拟灯丝电路570的方案(与搭载模拟灯丝电路570的LED日光灯相比,区别仅在于该方案不能应用于兼容PS镇流器场合)。

整流单元510分别电性连接该LED日光灯的接脚501/502及接脚503/504,用以将耦接该接脚的镇流器输出的交流电整流为直流电。该镇流器为电子式镇流器(也可为电感式镇流器)。在有的实施例中,也有采用在LED日光灯的一侧灯头上只有一个接脚的情况(及接脚501/502合并为一个接脚,或503/504合并为一个接脚)。

LED模块530电性连接该整流单元510,并对应滤波的直流电而发光。

整流单元510也可以是其他种类的全波整流电路或半波整流电路,而不影响本发明方案欲达到的功能。

在本实施例中,还包括延时开关电路1590,该电路的功能同上述方案,在此不再重复描述。在其它的实施例中,还可用上述实施例方案中的控制电路2590来替代。

在整流单元510与模拟灯丝电路570之间分别设有电感3631(第一电感),电感3632(第二电感)及电感3633(第三电感),电感3634(第四电感)串联形成的支路。在电感3631,电感3632,电感3633,电感3634上分别并联有起续流作用的二极管3635(第一二极管),二极管3636(第二二极管),二极管3637(第三二极管),二极管3638(第四二极管)。在电感3631与电感3632的支路分别并联的二极管3635与二极管3636的极性相反;在电感3633与电感3634的支路分别并联的二极管3637与二极管3638的极性相反。这样设计的优点在于:

以镇流器(图未示)输出的电流流经接脚501及502为例(镇流器输出的电流流经接脚503及504侧机理与之类似),电流经二极管3635流经电感3632然后经整流单元510后经LED模块530、开关1591经二极管3637、电感3634,从接脚503及504流出。电流减少时(或流向改变),电感3632产生反向电压经二极管3636续流,这样电流不会流经LED模块530,从而不会影响LED模块530的电流。

这样设计的好处在于,

①:采用4颗小电感(较佳的,4颗小电感感值相同)取代原电感635,可优化电源5的体积。

②:较之前的单颗电感635,从电感产生热量的角度,可分散电源5在工作时电感5产生的热量,从而提高电源5的信赖性,电源5工作产生的热量一部分经由灯头上的设置的WiFi状散热孔进行(,然散热孔的形状还可为:孔状、方形状、笑脸状、长条状等)散热,WiFi状孔还兼具除湿作用(通过对该孔进行吹气/抽气吸出LED日光灯管内的水汽)。

③:采用该方案后,电源5与灯板的连接更加可靠(可在电源5的电源板设置一个焊盘与柔性灯板焊接而定),较3个焊盘的结构提高了LED日光灯500的整体可靠性。(减小由于焊盘虚焊而引发的打火拉弧发生机率:原理同上,在此不再描述)。

④:流经LED模块530的电流基本不变,灯管功率与设计功率相同。

在其它的实施例中,模拟灯丝电路570可用其它类似功能电路代替,如上述提及的采用负温度系数电阻的方案等。

参数说明:

上述方案中,电感3631,电感3632,电感3633,电感3634的值介于1mH~5mH;较佳的选取2mH~4mH;本实施例中选取3mH。

二极管3635,二极管3636,二极管3637,二极管3638的耐压值介于200V~700V,较佳的介于300V~600V,本实施例中选取600V。另外,该二极管可选取正向压降较小(通常二极管正向压降0.7V,本实施例宜选取正向压降低于0.7V的二极管,如正向压降为0.5V)的二极管的类型以减少在续流阶段二极管的功耗(或发热),提高其信赖性。

作为上述方案的变形,还可分别在LED日光灯的一侧接脚501和/或接脚502以及接脚503和/或接脚504上设置上述方案中采用的温度保险丝,以防止LED日光灯在带电操作时发生打火(原理在上面的实施例里已描述,在此不再重复)。

如图9所示,为模拟灯丝电路570的变形。如图9a所示为一模拟灯丝电路1960拓扑示意,该模拟灯丝电路1960包括电阻1963以及串联的电容1961及1962,且该电容1961及1962的串联支路与电阻1963并联。

如图9b所示为一模拟灯丝电路1660拓扑示意,该模拟灯丝电路1660包括电阻1665以及电容1663,且该电阻1665以及电容1663并联。

模拟灯丝电路还可采用仅是NTC(负温度系数电阻)的方案。此时该NTC的阻值不超过15欧姆。较佳的,阻值介于2欧姆~10欧姆。通常选取4~5欧姆。

在较佳的实施例中,电源模块的印制电路板可采用双面均设有电子组件。整流电路510、滤波电路520等电路中的部分或全部电路包括有双列直插式(DIP,dual inline-pin)封装组件。这些双列直插式封装组件在左侧或/及右侧印制电路板,被设置在同一侧;另外,左侧或/及右侧印制电路板也可设置非双列直插式封装的组件。由于组件高度较高的双列直插式封装组件被设置于同一侧,可以有效降低已设置组件的印制电路板整体高度。

在另一实施例,可以设置于印刷电路板的组件高度为分类依据。印刷电路板上组件高度高于一预定高度值的组件统一设置于同一侧;而其它的组件的设置则不限制,也可已在同一侧、或部分或全部于另一侧。

由于灯头3上设有透气孔,可以使灯头内的这些电子组件所产生的热可以透过透气孔进行对流散热。较佳的,灯管的材质为玻璃。玻璃材质的热传导优于塑料材质。LED组件202贴于灯管内壁时,LED组件202工作所产生的热可以透过玻璃管传导而进行散热,甚至LED组件202所产生的的热也可以同时透过透气孔进行对了散热。或者通过该散热孔吹出或吸出LED日光灯内的水汽。

在本实施例中,也可以不采用公插501、母插201的连接方式,而可以用传统导线打线方式取代,即采用一根传统的金属导线,将金属导线的一端与电源电连接,另一端与灯板2电连接,但导线打线连接的方式有可能在在运输过程中会有断裂的潜在隐患,质量上稍差。

如上所述,本发明完全符合专利三要件:新颖性、创造性和产业上的实用性。本发明在上文中已以较佳实施例揭露,然熟悉本项技术者应理解的是,该实施例仅用于描绘本发明,而不应解读为限制本发明的范围。应注意的是,举凡与该实施例等效的变化与置换,均应设为涵盖于本发明的范畴内。因此,本发明的保护范围当以所附的权利要求书所界定范围为准。

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