可替换荧光灯管直接与高频镇流器工作的LED改造灯的制作方法

本发明涉及荧光灯改造技术领域，尤其涉及一种可替换荧光灯管直接与高频镇流器工作的led改造灯。

背景技术：

荧光灯已经成为非常成功的光源。它们被大规模使用。实际上当今超过60％的人造光是通过荧光灯产生的。然而，在最近几年led发光技术快速地发展，并且由于led灯的高效率以及它们长的使用寿命由led替换灯替换荧光灯变得有吸引力。

在中国发明专利申请号为“201380010771.2”，专利名称为“具有与镇流器一起使用的跨越整流器二极管的分流电容器的led改型灯”的发明专利中公开了一种led替换灯，其包括：含有串联布置的led的led负载(ls)；第一灯端部电路，其包括：用于连接到包含在所述高频荧光灯镇流器中的第一灯连接端子的第一灯针(lp1)与第二灯针(lp2)；第一整流器(d1-d4；d1，d2)，其装备有耦合到所述第二灯针的至少一个输入端子并且装备有耦合到所述led负载的相应端部的第一输出端子与第二输出端子，所述第一整流器包括至少两个二极管，其中一个通过第一电容器(c1)分流，第二灯端部电路，其包括：用于连接到包含在所述高频荧光灯镇流器中的第二灯连接端子的第三灯针(lp3)与第四灯针(lp4)；第二整流器(d5-d8，d5，d6)，其装备有耦合到所述第四灯针的至少一个输入端子并且装备有耦合到所述led负载的相应端部的第一输出端子与第二输出端子，所述第二整流器包括至少两个二极管，其中一个通过第二电容器(c2)分流，其中第一电容器与第二电容器形成耦合在第二灯针与第四灯针之间的串联布置。

该方案可以实现led灯替换荧光灯进行发光照明，提高了led灯的使用寿命，但是该方案的led负载只进行串联工作，能够适应的镇流器电流电压值有限，很多型号的荧光灯管并不能与之进行替换或者并不能达到节能的效果，最重要的是该方案十分复杂，实现比较困难，成本较高，并不能够广泛应用于实际生产过程中。

技术实现要素：

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种结构简单、操作方便的可替换荧光灯管直接与高频镇流器工作的led改造灯。

为了达到上述目的，本发明一种可替换荧光灯管直接与高频镇流器工作的led改造灯，包括：

led负载，替代荧光灯座上原有的荧光灯管进行照明，引出led负载的第一连接端以及led负载的第二连接端；

荧光灯座上的镇流器，输出高频、高压的恒流源，改变所述led负载中的输入电压电流值，配合所述led负载进行调光，引出第一灯连接端子以及第二灯连接端子；

第一灯端部电路，其包括：

用于连接到所述镇流器第一灯连接端子的第一灯针以及第二灯针，

第一整流电路，将所述镇流器输出的交流电转换成直流电，

滤波电路，将所述镇流器输出的不稳定电压进行稳压处理，

所述第一整流电路的一端设有耦合到第一灯针以及第二灯针的连接线，所述第一整流电路的另一端设有耦合到led负载的第一连接端以及led负载的第二连接端的连接线，

所述滤波电路的一端设有耦合到led负载的第一连接端的连接线，所述滤波电路的另一端设有耦合到led负载的第二连接端的连接线；

第二灯端部电路，其包括：

用于连接到所述镇流器第二灯连接端子的第三灯针以及第四灯针，

第二整流电路，将所述镇流器输出的交流电转换成直流电，

所述第二整流电路的一端设有耦合到第三灯针以及第四灯针的连接线，所述第二整流电路的另一端设有耦合到led负载的第一连接端以及led负载的第二连接端的连接线。

其中，所述led负载包括多条串联的led灯组，多条串联的led灯组以并联的方式电连接，并联的led灯组一端引出第一连接端的连接线，并联的led灯组另一端引出第二连接端的连接线。

其中，所述第一整流电路包括第一二极管以及第二二极管，所述第一二极管的输入端与第一灯针以及第二灯针相连，所述第一二极管的输出端与led负载的第一连接端相连；所述第二二极管的输入端与led负载的第二连接端相连，所述第二二极管的输出端与第一灯针以及第二灯针相连。

其中，所述滤波电路包括电容器，所述电容器的一端与led负载的第一连接端相连，所述电容器的另一端与led负载的第二连接端相连。

其中，所述第二整流电路包括第三二极管以及第四二极管，所述第三二极管的输入端与第三灯针以及第四灯针相连，所述第三二极管的输出端与led负载的第一连接端相连；所述第四二极管的输入端与led负载的第二连接端相连，所述第四二极管的输出端与第三灯针以及第四灯针相连。

其中，所述镇流器设有与火线相连的正线端子，与零线相连的负线端子，以及与接地线相连的地线端子。

本发明还公开了一种使用led灯管替换荧光灯管直接与高频镇流器工作的改造方法，包括以下步骤：

根据荧光灯镇流器输出的恒流源，计算led负载中led灯管的串并联方式，并进行led负载的布置；

布置第一整流电路、第二整流电路以及滤波电路；

提供第一灯针、第二灯针、第三灯针以及第四灯针，并将四组灯针分别连接到镇流器的灯连接端子；

将第一整流电路设置在第一灯针、第二灯针与led负载之间；

将第二整流电路设置在第三灯针、第四灯针与led负载之间；

将滤波电路设置在第一整流电路与led负载之间；

取出荧光灯座上的荧光灯管，将第一灯针、第二灯针、第三灯针以及第四灯针分别插入灯座上相对应的灯孔中，使led负载与灯座中的荧光灯镇流器匹配工作；

导通电源，led灯发光。

其中，所述第一整流电路包括第一二极管以及第二二极管，所述第一二极管的输入端与第一灯针以及第二灯针相连，所述第一二极管的输出端与led负载的第一连接端相连；所述第二二极管的输入端与led负载的第二连接端相连，所述第二二极管的输出端与第一灯针以及第二灯针相连；所述第二整流电路包括第三二极管以及第四二极管，所述第三二极管的输入端与第三灯针以及第四灯针相连，所述第三二极管的输出端与led负载的第一连接端相连；所述第四二极管的输入端与led负载的第二连接端相连，所述第四二极管的输出端与第三灯针以及第四灯针相连。

本发明还公开了一种可替换荧光灯管直接与高频镇流器工作的led改造灯的应用，应用于t5荧光灯、t8荧光灯、t10荧光灯、t10荧光灯以及t12荧光灯改造成led灯的过程中。

本发明还公开了一种可替换荧光灯管直接与高频镇流器工作的led改造灯的应用，应用于荧光植物补光灯改造为led植物补光灯，荧光广告灯改造为led广告灯，荧光美容商用灯改造为led美容商用灯，荧光家用照明灯改造为led家用照明灯，荧光工矿灯改造为led工矿灯，以及荧光异型灯管改造为led异型灯管。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明使用led负载替代荧光灯管，将荧光灯座上的荧光灯管取出，将led负载与灯座中的荧光灯镇流器匹配工作，第一整流器和第二整流器形成桥接，将高频交流电转变成高频直流电，此时的电压值十分不稳定，再经过滤波电路进行滤波处理实现稳压效果。不同的镇流器电压值不同，此时led负载进行不同的串并联连接，串联实现分流，并联实现分压，针对不同的镇流器进行不同的串并联连接，从而实现了本发明的led负载可替换任何型号的荧光灯管。本发明的led改造灯可以与荧光灯镇流器同步使用，镇流器改变电流或电压，led负载的光照亮度变化。本发明中led负载中的发光二极管电阻小、足够耐压，稳定性好，使用寿命长。在相同的发光亮度条件下，直接在保留荧光灯中镇流器的前提下替换灯管制造led改造灯与将荧光灯连带镇流器一起替换成新型的led灯管相比，能够节约大量的人力操作以及产品成本。同时，在相同的发光亮度条件下，本发明的led改造灯能够节省50%以上的电能，有利于节约能源，促进社会发展。

附图说明

图1为本发明可替换荧光灯管直接与高频镇流器工作的led改造灯的电路原理示意图；

图2为本发明第一实施例led改造灯的电路原理示意图；

图3为本发明第二实施例led改造灯的电路原理示意图；

图4为本发明第三实施例led改造灯的电路原理示意图。

主要元件符号说明如下：

ls、led负载11、第一灯端部电路

12、第二灯端部电路111、第一整流电路

112、滤波电路121、第二整流电路。

具体实施方式

为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。

参阅图1，本发明一种可替换荧光灯管直接与高频镇流器工作的led改造灯，包括：

led负载ls，替代荧光灯座上原有的荧光灯管进行照明，引出led负载ls的第一连接端以及led负载ls的第二连接端；

荧光灯座上的镇流器，输出高频、高压的恒流源，改变所述led负载ls中的输入电压电流值，配合所述led负载ls进行调光，引出第一灯连接端子以及第二灯连接端子；

第一灯端部电路11，其包括：

用于连接到所述镇流器第一灯连接端子的第一灯针lp1以及第二灯针lp2，

第一整流电路111，将镇流器输出的交流电转换成直流电，

滤波电路112，将镇流器输出的不稳定电压进行稳压处理，

第一整流电路111的一端设有耦合到第一灯针lp1以及第二灯针lp2的连接线，第一整流电路111的另一端设有耦合到led负载ls的第一连接端以及led负载ls的第二连接端的连接线，

滤波电路112的一端设有耦合到led负载ls的第一连接端的连接线，滤波电路112的另一端设有耦合到led负载ls的第二连接端的连接线；

第二灯端部电路12，其包括：

用于连接到镇流器第二灯连接端子的第三灯针lp3以及第四灯针lp4，

第二整流电路121，将镇流器输出的交流电转换成直流电，

第二整流电路121的一端设有耦合到第三灯针lp3以及第四灯针lp4的连接线，第二整流电路121的另一端设有耦合到led负载ls的第一连接端以及led负载ls的第二连接端的连接线。

相较于现有技术，本发明使用led负载ls替代荧光灯管，将荧光灯座上的荧光灯管取出，将led负载ls与灯座中的荧光灯镇流器匹配工作，第一整流器和第二整流器形成桥接，将高频交流电转变成高频直流电，此时的电压值十分不稳定，再经过滤波电路112进行滤波处理实现稳压效果。不同的镇流器电压值不同，此时led负载ls进行不同的串并联连接，串联实现分流，并联实现分压，针对不同的镇流器进行不同的串并联连接，从而实现了本发明的led负载ls可替换任何型号的荧光灯管。本发明的led改造灯可以与荧光灯镇流器同步使用，镇流器改变电流或电压，led负载ls的光照亮度变化。本发明中led负载ls中的发光二极管电阻小、足够耐压，稳定性好，使用寿命长。在相同的发光亮度条件下，直接在保留荧光灯中镇流器的前提下替换灯管制造led改造灯与将荧光灯连带镇流器一起替换成新型的led灯管相比，能够节约大量的人力操作以及产品成本。同时，在相同的发光亮度条件下，本发明的led改造灯能够节省50%以上的电能，有利于节约能源，促进社会发展。

在本实施例中，led负载ls包括多条串联的led灯组，多条串联的led灯组以并联的方式电连接，并联的led灯组一端引出第一连接端的连接线，并联的led灯组另一端引出第二连接端的连接线。不同的镇流器电压值不同，此时led负载ls进行不同的串并联连接，串联实现分流，并联实现分压，针对不同的镇流器进行不同的串并联连接，从而实现了本发明的led负载ls可替换任何型号的荧光灯管。

在本实施例中，第一整流电路111包括第一二极管d1以及第二二极管d2，第一二极管d1的输入端与第一灯针lp1以及第二灯针lp2相连，第一二极管d1的输出端与led负载ls的第一连接端相连；第二二极管d2的输入端与led负载ls的第二连接端相连，第二二极管d2的输出端与第一灯针lp1以及第二灯针lp2相连。滤波电路112包括电容器c1，电容器c1的一端与led负载ls的第一连接端相连，电容器c1的另一端与led负载ls的第二连接端相连。第二整流电路121包括第三二极管d3以及第四二极管d4，第三二极管d3的输入端与第三灯针lp3以及第四灯针lp4相连，第三二极管d3的输出端与led负载ls的第一连接端相连；第四二极管d4的输入端与led负载ls的第二连接端相连，第四二极管d4的输出端与第三灯针lp3以及第四灯针lp4相连。本发明的第一整流电路111、第二整流电路121以及滤波电路112结构简单，易于实现，并不会在灯座两端占用太大面积，完全不会影响灯管的正常使用。

在本实施例中，镇流器设有与火线相连的正线端子，与零线相连的负线端子，以及与接地线相连的地线端子。

本发明还公开了一种使用led灯管替换荧光灯管直接与高频镇流器工作的改造方法，包括以下步骤：

根据荧光灯镇流器输出的恒流源，计算led负载ls中led灯管的串并联方式，并进行led负载ls的布置；

布置第一整流电路111、第二整流电路121以及滤波电路112；

提供第一灯针lp1、第二灯针lp2、第三灯针lp3以及第四灯针lp4，并将四组灯针分别连接到镇流器的灯连接端子；

将第一整流电路111设置在第一灯针lp1、第二灯针lp2与led负载ls之间；

将第二整流电路121设置在第三灯针lp3、第四灯针lp4与led负载ls之间；

将滤波电路112设置在第一整流电路111与led负载ls之间；

取出荧光灯座上的荧光灯管，将第一灯针lp1、第二灯针lp2、第三灯针lp3以及第四灯针lp4分别插入灯座上相对应的灯孔中，使led负载ls与灯座中的荧光灯镇流器匹配工作；

导通电源，led灯发光。

第一实施例

如图2所示，led灯管直接取代最常规的商用t8荧光灯管f32t8的设计说明：

正常点荧光灯f32t8的32w灯管的镇流器的输出给灯管的参数：灯管工作电流为0.175a+／－5%，灯管工作电压为143.6v+／－5%，频率为42.3khz+／－5%，灯管的长度为48〃，灯管的直径为8/8〃（25.4mm）。

按需要做一只22w的t8的led灯管替换荧光灯的32w的t8灯管，同样led的灯管的输入电压为143.3v，输入电流为0.175a，频率为42.3khz。通过采用整流二极管和稳压电容的灯管输入端设计使其输入变成几近直流的输入电压为143.3v，输入电流为0.175a。假如使用的led灯珠是3v/150ma的白光灯珠，原则上我们为了保证低光衰会实际设计让led灯珠输出在50~60%，这样替换灯管的led灯珠的并数不能为1至少为2（因为led灯管这时的输入电流为175ma大于led灯珠的工作电流150ma）使得流过灯珠的电流在175ma/2=88ma的水平上，而串联的数为保证led的正常工作电压在3v的水平，我们可以选择143.3/3=48或50串数，这样led灯珠的输出功率为3v×88ma＝0.265w，我们可以选用0.5w的2835，5730，5050的led灯珠就可以作为替换灯管的led灯珠，图示的m数量为50，n的数量为2；这个led灯管就可以由四个二极管，一个电容，ls0个0.5w的led灯珠，线路板加上48〃长的t8的灯管套件组成，如下的原理图所示的lp1和lp2为led灯管一端灯头的两个引针，lp3和lp4为led灯管另一端灯头的两个引针，可以替换荧光灯灯管并可以与瞬间启动或快速启动以及程序启动的镇流器配合工作。

第二实施例

如图3所示，led灯管直接取代常规的商用t5荧光灯管f28t5的设计说明：

正常点荧光灯f28t5的28w灯管的镇流器的输出给灯管的参数：灯管工作电流为0.168a＋／－5%，灯管工作电压为85v＋／－5%，频率为42.3khz

＋／－5%，灯管的长度为46〃，t5灯管的直径为5/8〃（15.88mm）。

按需要做一只14w的t5的led灯管替换荧光灯的28w的t5灯管，同样led的灯管的输入电压为85v，输入电流为0.168a，频率为42.3khz。通过采用整流二极管和稳压电容的灯管输入端设计使其输入变成几近直流的输入电压为191.6v，输入电流为0.168a。假如我们使用的led灯珠是3v/60ma的白光灯珠，原则上我们为了保证低光衰会实际设计让led灯珠输出在50~60%，这样替换灯管的led灯珠的并数不能为3至少为5（因为led灯管这时的输入电流为168ma大于led灯珠的工作电流60ma的三倍，安全起见我们采用5）使得流过灯珠的电流在168ma/5=33.6ma的水平上，而串联的数为保证led的正常工作电压在3v的水平，我们可以选择85/3=28或30串数，这样led灯珠的输出功率为3v×33.6ma＝0.1w，可以选用0.2w的2835，3014等的led灯珠作为替换灯管的led灯珠，我们图示的m数量为28，n的数量为5；这个led灯管就可以由四个二极管，一个电容，140个0.2w的led灯珠，线路板加上46〃长的t5的灯管套件组成，如下的原理图所示的lp1和lp2为led灯管一端灯头的两个引针，lp3和lp4为led灯管另一端灯头的两个引针，可以替换荧光灯灯管并可以与瞬间启动或快速启动以及程序启动的镇流器配合工作。

第三实施例

如图4所示，led灯管直接取代常规的商用t12荧光灯管f48t12ho的设计说明：

正常点荧光灯f48t12ho的65w灯管的镇流器的输出给灯管的参数：灯管工作电流为0.8a＋／－5%，灯管工作电压为82v＋／－5%，频率为42.3khz＋／－5%，灯管的长度为46〃，t12灯管的直径为12/8〃（38.1mm）。

按需要做一只36w的t12的led灯管替换荧光灯的65w的t12ho灯管，同样led的灯管的输入电压为82v，输入电流为0.8a，频率为42.3khz。我们通过采用整流二极管和稳压电容的灯管输入端设计使其输入变成几近直流的输入电压为v，输入电流为0.8a。假如我们使用的led灯珠是3v/150ma的白光灯珠，原则上我们为了保证低光衰会实际设计让led灯珠输出在50~60%，这样替换灯管的led灯珠的并数不能为5至少为ls（因为led灯管这时的输入电流为168ma大于led灯珠的工作电流60ma的三倍，安全起见采用ls）使得流过灯珠的电流在800ma/ls=80ma的水平上，而串联的数为保证led的正常工作电压在3v的水平，我们可以选择82/3=28或30串数，这样led灯珠的输出功率为3v×80ma＝2.4w，我们可以选用0.5w的2835，5730，5050等的led灯珠就可以作为替换灯管的led灯珠，我们图示的m数量为28，n的数量为ls；这个led灯管就可以由四个二极管，⼀一个电容，280个0.5w的led灯珠，线路板加上46〃长的t12的灯管套件组成，如下的原理图所示的lp1和lp2为led灯管一端灯头的两个引针，lp3和lp4为led灯管另一端灯头的两个引针，可以替换荧光灯灯管并可以与瞬间启动或快速启动以及程序启动的镇流器配合⼯工作。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。