LED日光灯的制作方法

文档序号:12246459阅读:197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。3



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,以改善LED日光灯与镇流器的匹配程度。

为达到上述目的,本申请提供一种LED日光灯,包括:

整流单元,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;

与所述整流单元耦接的LED模块,其包括至少一个LED组件;

与所述整流单元、所述LED模块耦接的控制电路;

所述控制电路包括控制模块、采样单元及芯片供电支路;

所述芯片供电支路耦接所述整流单元及所述控制模块以向所述控制模块供电;

所述采样单元耦接所述整流单元及所述控制模块以向所述控制模块提供采样信号,

所述控制模块根据所述采样信号控制所述LED模块发光。

优选的,所述采样单元的两端分别耦接所述整流单元的输出端;所述控制模块包括IC模块、及MOS开关;所述MOS开关耦接所述IC模块及LED模块;所述IC模块耦接所述采样单元及芯片供电支路;

所述采样单元包括串联的第一电阻(1592)和第二电阻(1593);

所述IC模块的芯片供电端(VCC端)耦接所述芯片供电支路;

所述IC模块的电压检测端(OVP端)连接所述第一电阻与所述第二电阻的连接点以采样电压值;

所述IC模块在所述电压值位于预定区间时控制MOS开关导通,从而使所述LED模块发光。

优选的,所述第一电阻的阻值范围为200K欧姆至500K欧姆;所述第二电阻的阻值范围为0.5K欧姆至4K欧姆。

优选的,所述预定区间为0.7伏特至1.25伏特。

优选的,所述采样单元能够采集所述整流单元输出的电流频率,所述控制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。

优选的,所述控制模块为内置MOS开关的IC模块,所述IC模块根据采样信号控制该LED日光灯工作在恒流模式或电流可调节模式。

优选的,所述IC模块包含有:芯片供电端、接地端、电流可调整触发端(CS端)、以及二内置MOSFET漏极端(DRN端)、恒流模式触发端(STP端);所述芯片供电端与所述芯片供电支路耦接,所述二内置MOSFET漏极端与所述LED模块耦接;

所述采样单元包括串联的第三电阻(2592)和第四电阻(2593),以及串联的第五电阻(2594)和第六电阻(2595);

所述恒流模式触发端耦接所述第三电阻(2592)和第四电阻(2593)的连接点,以采样所述第三电阻(2592)和第四电阻(2593)的连接点的第一电压值;

所述第五电阻(2594)和第六电阻(2595)的连接点经第七电阻(2596)电性连接所述电流可调整触发端,所述电流可调整触发端与所述整流单元的输出端之间设有第一电容(2597);所述电流可调整触发端采样所述第五电阻(2594)和第六电阻(2595)的连接点的第二电压值;

所述IC模块在所述第一电压值位于第一预定区间时控制所述LED模块在恒流模式下工作,在所述第二电压值位于第二预定区间时控制所述LED模块在电流可调节模式下工作。

优选的,所述LED模块在恒流模式下工作时,所述内置MOS开关维持导通;

所述LED模块在电流可调节模式下工作时,所述内置MOS开关依靠所述第七电阻、所述第一电容的周期性充放电实现MOS开关。

优选的,所述第三电阻的阻值范围为200K欧姆至500K欧姆;所述第四电阻的阻值范围为0.5K欧姆至4K欧姆;所述第五电阻的阻值范围为200K欧姆至500K欧姆;所述第六电阻的阻值范围为0.5K欧姆至4K欧姆。

优选的,所述第一预定区间为大于等于1伏特;

所述第二预定区间为大于0.5伏特且小于1.0伏特。

优选的,在所述二内置MOSFET漏极端与所述LED模块的连接点与接地之间还设有一双向二极管或放电管。

优选的,所述双向二极管或放电管的电压阈值选自300~600V中的某个值。

优选的,所述第四电阻(2593)并联一第二电容;所述第二电容的容值范围为100nF至500nF。

优选的,所述芯片供电端的电压为10伏特至30伏特。

优选的,所述芯片供电支路包括串联的第八电阻及第三电容;所述第八电阻与所述第三电容的连接点耦接所述控制模块。

优选的,所述整流单元及所述控制电路位于所述LED日光灯的灯头内;所述LED模块位 于所述LED日光灯的灯板上。

优选的,所述MOS开关(3591)上并联一三极管(3592),所述三极管(3592)在流经MOS开关(3591)的电流超出设定的阈值时进行分流。

优选的,所述三极管(3592)的基极与发射极间设有第九电阻(3593);所述LED元件流出的电流经所述MOS开关(3591)、第九电阻(3593)形成回路;当所述电流流过第九电阻(3593)形成的压降达到所述三极管(3592)的导通电压,所述三极管(3592)导通,从而使部分电流经所述三极管(3592)后与第九电阻(3593)流出的电流合流后形成回路。

为达到上述目的,本申请还提供一种LED日光灯,包括:

整流单元,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;

与所述整流单元耦接的LED模块,其包括至少一个LED组件;

与所述整流单元、所述LED模块耦接的控制电路;

所述控制电路包括IC模块、采样单元及芯片供电支路;

所述IC模块包含有:芯片供电端、接地端、电流可调整触发端(CS端)、以及二内置MOSFET漏极端(DRN端)、恒流模式触发端(STP端);所述芯片供电端与所述芯片供电支路耦接,所述二内置MOSFET漏极端与所述LED模块耦接;

所述采样单元包括串联的第三电阻(2592)和第四电阻(2593),以及串联的第五电阻(2594)和第六电阻(2595);

所述恒流模式触发端耦接所述第三电阻(2592)和第四电阻(2593)的连接点,以采样所述第三电阻(2592)和第四电阻(2593)的连接点的第一电压值;

所述第五电阻(2594)和第六电阻(2595)的连接点经第七电阻(2596)电性连接所述电流可调整触发端,所述电流可调整触发端与所述整流单元的输出端之间设有第一电容(2597);所述电流可调整触发端采样所述第五电阻(2594)和第六电阻(2595)的连接点的第二电压值;

所述IC模块在所述第一电压值位于第一预定区间时控制所述LED模块在恒流模式下工作,在所述第二电压值位于第二预定区间时控制所述LED模块在电流可调节模式下工作。

借由以上技术方案,本申请所提供的LED日光灯设有控制电路,通过控制电路中的控制模块以及采样单元,使控制模块根据采样信号控制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。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例,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为本实用新型实施例LED日光灯立体图;

图2为本实用新型实施例LED日光灯立体分解图;

图3a-图3i本实用新型的实施例的LED日光灯的数种电路示意图;

图4a、图4b为图3中的数种变形;

图5a、图5b为模拟灯丝电路的变形。

具体实施方式

本实用新型的发明人经过创造性劳动,在玻璃灯管的基础上,提出了一种LED日光灯(本方案中LED日光灯也可表述为照明光源,或照明装置),LED元件也可表述为光源或LED晶粒;以解决背景技术中提到的问题以及上述问题。

本实用新型实施例提供一种LED日光灯,参照图1-2,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)成分较佳的为: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,本实用新型热熔胶成分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分。由于本实用新型热熔胶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。

在其他实施例中,导磁金属件具有至少一空孔结构,空孔结构的形状为圆形,但不限于圆形,可以例如为椭圆形、方形、星形等,只要能够减少导磁金属件和绝缘管的内周面的接触面积,但又能达到热固化即热熔6胶的功能。较佳地,空孔结构面积占导磁金属件面积的10%~50%。空孔结构的排列可以呈周向等距离间隔排列或是不等距离间隔排列等。

在其他实施例中,导磁金属件面向所述绝缘管的表面具有一压痕结构,其中为导磁金属件沿径向方向的视图,压痕结构可以为从导磁金属件的内表面向外表面浮凸的结构,但也可以为从导磁金属件的外表面向内表面浮凸的结构,其目的是为了在导磁金属面9的外表面形成凸起或凹陷,以达到减小使导磁金属件的外表面和绝缘管的内周面的接触面积的目的。但需要注意的是,同时应当保证导磁金属件与灯管稳定粘接,达到热固化热熔胶6的功能。

本实施例中,导磁金属件为一正圆形环。在其他实施例中,导磁金属件为一非正圆形环,例如但不限于椭圆形环,当灯管1和灯头3为椭圆形时,椭圆形环的短轴略大于灯管端部外径,以减小导磁金属件的外表面和绝缘管的内周面的接触面积,但又能达到热固化热熔胶6的功能。换言之,绝缘管的内周面上具有支撑部,非正圆形环的导磁金属件设于支撑部上,因此,可以使导磁金属件和绝缘管的内周面的接触面积减少,并又能达到固化热熔胶6的功能。

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元件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元件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元件202壳体折射率的开根号,或者光源胶8的折射率为LED元件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元件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元件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元件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元件202,灯头3内设有点灯电路模块5,LED元件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通常包含如整流单元,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(主要由整流单元等组成)到达灯板2,并通过灯板2到达LED元件(有时也称光源202),进而LED元件发光,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元件。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元件632(在有些实施例中也称光源202、LED元件202、LED元件632)的连接电路示意如图1至图3所示。点灯电路模块以及LED模块均包含在该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3,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)。

如图3a所示,为本实用新型第一较佳实施例的LED日光灯的电路示意图。LED日光灯100包含:整流单元510、滤波单元520、LED模块530、用于电压钳位的保护电路560及用于侦测电压讯号的侦测电路3570。

整流单元510电性连接该LED日光灯的第一接脚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电整流成直流电。

滤波单元520电性连接该整流单元510以接收该直流电,用以将该直流电滤波。

LED模块530电性连接该滤波单元520,并对应滤波的直流电而发光。

在本实施例中,整流单元510为一桥式整流电路,包含二极管511、512、513及514,用以对接受的交流电进行全波整流,以产生直流电。

二极管511的阴极电性连接该滤波单元520的一端,阳极电性连接二极管512的阴极,而二极管512的阳极电性连接该滤波单元520的另一端。上述的二极管511及512的连接点电性连接该第二接脚A1。二极管513的一阴极电性连接该滤波单元520的一端,阳极电性连接该二极管514的一阴极,而该二极管514的一阳极电性连接该滤波单元120的另一端。上述的二极管513及514的连接点电性连接该第一接脚A2。

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,而不影响本实用新型方案欲达到的功能。

在本实施例中,滤波单元520包含电容522、523及一电感521。该电容522与串联的该二极管513及514并联。而该电容523与该电感521串联,然后与该电容522并联。该滤波单元520接收经该整流单元510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520滤波后的该直流讯号,其波形较佳为一平滑的直流波形。

该滤波单元520也可以是其他可滤除高频成分的滤波电路,而不影响本实用新型欲达到的功能。

在本实施例中,LED模块530包含电感634、至少一LED组件632、晶体管开关635、二极管633以及电容632。电感634、晶体管开关635、二极管633以及电容532,可设置于灯头内,而LED组件632设置于灯板上。二极管633与晶体管开关635串联,然后与滤波单元520的电容523并联。二极管633的阳极电性连接电感634的一端(即,与该晶体管开关635的连接点),其阴极与该至少一LED组件632的阳极电性连接,而该至少LED组件632的阴极电性连接该电感634的另一端。在至少一LED组件632形成的支路并联有电容532。

晶体管开关635接收脉冲讯号,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LED组件632的电流所产生的一脉宽调变讯号。当晶体管开关635导通时,该电感521的电流流经该晶体管开关635。当该晶体管开关635截止时,电感L的电流经二极管633流过该至少LED组件632,使其发光。

在本实施例中,晶体管开关635为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实用新型。

该至少LED组件632可以是单串或多串发光二极管,以对应不同的功率需求,提供所需的照明。

在本实施例中,用于电压钳位的保护电路560,至少包含一放电管。当整流单元510输出的电压值超出预先设置的阈值时,瞬间将电压钳位在设置的阈值。

在本实施例中,侦测电路3570用于侦测滤波单元520输出的电压值信息。当侦测电路3570检测的整流单元510输出的电压值超出预先设置的阈值时(通过采样双向二极管3571与电阻3572组成的支路),触发开关573,开关573导通,此时从滤波单元520输出的电流经LED组件202,及开关573返回,形成电回路(即LED日光灯日光灯工作在DR模式下);当侦测电路3570检测的整流单元510输出的电压值未超出预先设置的阈值时,不会触发开关573,开关573断开。此时开关635工作(即LED日光灯日光灯工作在BP模式下)。

参数说明:上述方案中,保护电路560中的放电管选取阈值为400V~1300V;较佳的选取 阈值为500V~600V。本实施例中选取500V。如图4a所示为本实用新型一个保护电路实施方式。其它实施方式也可,只要能实现在设定的触发放电管即可。

上述实施例中,侦测电路3570用于检测的整流单元510输出的电压值超出预先设置的阈值,该阈值一般为400V~1300V间的某个值。较佳的,选取~450V~700V间的某个值。

如图3b所示,为本实用新型第二较佳实施例的LED日光灯的电路示意图。LED日光灯100包含:整流单元510、滤波单元520、LED模块530、用于电压钳位的保护电路560及用于侦测电流频率讯号的侦测电路770(侦测电路770的构成如图4b所示)。与图3a方案的区别在于:通过侦测电路770检测输入电流的频率,若检测为高频(通常从电子镇流器输出的电流频率大于20KHz,一般为45KHz左右)时,这时触发侦测电路中设置的开关,即LED日光灯工作在DR模式;如检测为非高频时,这时不触发侦测电路中设置的开关,即LED日光灯工作在BP模式。

上述方案的,侦测电路770也可为其它的高频检测电路(该频率检测电路只要能检出频率大于20KHz即可)。

本技术方案的基本构思:

LED日光灯内设有检测输入信号的侦测电路,该侦测电路可侦测输入信号的电压信息或输入信号的频率信息。依据该侦测电路检测的结果,LED日光灯工作在设定的模式。如:侦测电路检测的滤波单元输出的电压信息大于设定的阈值(一般大于400V,较佳的设为450V),这时触发侦测电路中设置的开关,即LED日光灯工作在DR模式;侦测电路检测的滤波单元输出的电压信息未超过设定的阈值,即LED日光灯工作在BP模式。如:侦测电路(为频率检测电路)检测的输入整流单元的信号的频率信息,如检测为高频(通常从电子镇流器输出的电流频率大于20KHz,一般为45KHz左右)时,这时触发侦测电路中设置的开关,即LED日光灯工作在DR模式;如检测为非高频时,这时不触发侦测电路中设置的开关,即LED日光灯工作在BP模式。

本技术方案提出的电压钳位基本构思:

通过检测滤波单元输出电压,到达设定阈值时,触发控制开关。该开关工作后将对滤波单元输出电压进行放电(依据设定的阈值选用合适规格的放电管,一般选取500V~600V规格的放电管,本案选取500V规格)控制其电压值不再上升,使滤波后的电压维持在一定范围。这样设计的好处在于,可保证在后续电路中可选用较低耐压组件,从而降低成本。提高灯管的可靠性。

在本申请一个实施方式中提供一种LED日光灯,包括:整流单元,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;与所述整流单元耦接 的LED模块,其包括至少一个LED组件;与所述整流单元、所述LED模块耦接的控制电路;所述控制电路包括控制模块、采样单元及芯片供电支路;所述芯片供电支路耦接所述整流单元及所述控制模块以向所述控制模块供电;所述采样单元耦接所述整流单元及所述控制模块以向所述控制模块提供采样信号,所述控制模块根据所述采样信号控制所述LED模块发光。

其中,控制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。可以看出控制电路也可以称为延时开关电路。具体的,控制电路中的控制模块可以包括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3c所示,为本实用新型第三较佳实施例的LED日光灯的电路示意图。LED日光灯500包含:整流单元510、LED模块530、延时开关电路1590(也可以称为控制电路)。

整流单元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,而不影响本实用新型方案欲达到的功能。

在本实施例中,LED模块530包含电容633。该电容633与LED组件632形成的支路。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,包含: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。该辅助模块至少包含提供IC模块工作电源的芯片供电支路及采样单元。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)。采样单元有电阻1592(第一电阻1592)及1593(第二电阻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(即预定区间为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模块通过采样整流单元输出的电流频率,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,整流单元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,组成的支路设置与灯板2上)。

如图3d所示,为本实用新型第四较佳实施例的LED日光灯的电路示意图。LED日光灯500包含:整流单元510、LED模块530、延时开关电路1590(也可以称为控制电路)。

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,而不影响本实用新型方案欲达到的功能。

在本实施例中,LED模块530包含电容633。该电容633与LED组件632形成的支路并联。LED模块530还包含电感635,该电感635与LED组件632支路串联。

在本实用新型的其它实施例中,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)。

在本实用新型的其它实施例中,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3d所示)。该二极管634对电感635起到续流作用。

作为本实用新型的实施例的变形,电感635可设置在整流单元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单元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,在一侧整流单元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,包含: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,至少包含,提供IC模块工作电源的支路,及采样单元。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)。采样单元有电阻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,整流单元输出的电流频率,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,整流单元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,LED组件,组成的支路)设置与灯板2上。

如图3e所示,为本实用新型第五较佳实施例的LED日光灯的电路示意图。与图3d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各自包含串联的二电阻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,在本实用新型的其它实施例中,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3f所示,为本实用新型第六较佳实施例的LED日光灯的电路示意图。

LED日光灯500包含:整流单元510、LED模块530、控制电路2590。

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,而不影响本实用新型方案欲达到的功能。

在本实施例中,LED模块530包含电容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还包含电感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。

在本实用新型的其它实施例中,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)。

在本实用新型的其它实施例中,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3d所示)。该二极管634对电感635起到续流作用。

作为本实用新型的实施例的变形,电感635可设置在整流单元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单元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,包含:IC模块2591;该IC模块包含

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的一端与整流单元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单元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(整流单元的输出端)间设有电容2597(第一电容);

采样单元有电阻2592(第三电阻)及2593(第四电阻)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。

采样单元有电阻2594(第五电阻)及2595(第六电阻)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,第一种模式下,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),具有流进调节LED模块530电流的功能(简称,电流调整模式);在另一种模式下,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)。

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(即电流调节模式或恒流模式;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,所述IC模块2591在所述第一电压值位于第一预定区间时控制所述LED模块在恒流模式下工作;在所述第二电压值位于第二预定区间控制所述LED模块在电流可调节模式下工作。

本方案中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,第一预定区间为大于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,第二预定区间为大于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,这时在二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3c,d,e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,在本实用新型的其它实施例中,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3g所示,为本实用新型第七较佳实施例的LED日光灯的电路示意图。与图3f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各自包含串联的二电阻573(第三电阻)及574(第四电阻),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3g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),电源模块包含: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),整流单元,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3h所示,为本实用新型第八较佳实施例的LED日光灯的电路示意图。

LED日光灯500包含:整流单元510、LED模块530、控制电路3590。

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,而不影响本实用新型方案欲达到的功能。

在本实施例中,LED模块530包含主要用于滤波的电容633。该电容633与LED元件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元件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。

在本实用新型的其它实施例中,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元件闪烁),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3h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3h的方案进行了进一步的改善,提出如图3i所示的方案。该方案与图3h示方案的区别在于:

LED模块530还包含抑制电流突变的电感635,该电感635与LED元件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元件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元件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。

在本实用新型的其它实施例中,上述电容633上还并联有用于释能电阻(图未示,用于防止LED元件闪烁)。

在本实用新型的其它实施例中,上述电感635上还并联有二极管634(该二极管的极性与LED元件632形成的支路的极性相反(如图3d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模块至少包含一信号采集电路及电源供给电路(图未示)。在本实用新型的其它实施例中,MOS开关与IC模块可封装到一个模块中。

在本实用新型的其它实施例中,在图3h及图3i所示的方案,两端增加如图3h中所示的模拟灯丝电路570,该模拟灯丝电路570各自包含串联的二电阻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。

需要说明的是,上述实施例中BP模式是指LED日光灯应用在没有镇流器直接电连接至市电,DR模式是指LED日光灯应用有镇流器场合。

如图5所示,为模拟灯丝电路570的变形。如图5a所示为一模拟灯丝电路1960拓扑示意,该模拟灯丝电路1960包含电阻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5b所示为一模拟灯丝电路1660拓扑示意,该模拟灯丝电路1660包含电阻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。整流单元510、滤波单元520等电路中的部分或全部电路包含有双列直插式(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,本实用新型完全符合专利三要件:新颖性、创造性和产业上的实用性。本实用新型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实用新型,而不应解读为限制本实用新型的范围。应注意的是,举凡与该实施例等效的变化与置换,均应设为涵盖于本实用新型的范畴内。因此,本实用新型的保护范围当以所附的权利要求书所界定范围为准。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1