使用交流电压的发光二极管灯的制作方法

使用交流电压的发光二极管灯的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种使用交流电压的发光二极管灯。该发光二极管灯包括：一对第一管脚，其在电气上彼此连接；一对第二管脚，其在电气上彼此连接；发光二极管设备模块，其具有一个或者更多发光二极管设备；二极管桥，其在电气上连接到第一管脚和第二管脚，以便被经由第一管脚和第二管脚施加外部交变电流并且将所施加的交变电流转换为直流电流，并且该二极管桥被连接到发光二极管设备模块的两端以便将转换后的直流电流提供给发光二极管设备模块；以及一个或者更多电感器，其被提供在一对第一管脚和一对第二管脚中的至少一个与二极管桥之间。
【专利说明】使用交流电压的发光二极管灯

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种发光二极管灯，并且尤其涉及一种能够通过直接连接到普通的交流电压而无需使用操作传统的发光二极管灯所需要并且非常昂贵的开关电源(SwitchingMode Power Supply, SMPS)来使用的发光二极管灯。

【背景技术】
[0002]传统的荧光灯通常被施加90到1500V (峰值电压)的交变电流来发光。另一方面，发光二极管(Light Emitting D1de, LED)灯是这样的设备:其能够取代这种传统的荧光灯和高强度放电灯，并且通过将输入到SMPS的高压交变电流转换为低于90V的直流电流以及将转换的直流电流施加到LED灯来发光。同样地，传统的LED灯使用作为电源设备的SMPS来发光。
[0003]由于这种LED灯是使用直流电流的半导体，因此如果将施加给荧光灯的交变电流施加到LED灯，则在LED灯的使用寿命和操作中存在问题，并且如果将LED灯连接到操作荧光灯用的镇流器(ballast)上，可能存在例如破裂、爆炸或者火灾的危险。为此，为了用LED灯取代荧光灯，传统荧光灯用的镇流器通常被LED灯用的SMPS所取代。因此，发生了用于取代工作的费用并且使用了昂贵的SMPS，整体费用增加。
[0004]为了解决这一问题，有必要在不使用昂贵的SMPS的前提下使用90到250V交变电流点亮LED灯。
[0005]为了驱动发光二极管，传统LED灯采用了用于将低压(通常在AC 12?24V)交变电流或者直流电流(低于90V的DC)转换成恒定电流的技术。例如，已知有将AC电压转换成DC电压的方法，该方法使用二极管桥并且在发光二极管设备的前端增加电流调节二极管(Current Regulating D1de, CRD)或者电阻来使发光二极管设备发光。这种方法能够有利地用于AC 12到24V的相对较低电压范围的发光二极管灯，例如，使用12V电池的车用发光设备。
[0006]然而，在电压最小值高于AC 90V的情况下，在室内或者办公室内用的LED灯可能会损坏或者爆炸，并且还可能存在闪烁(flickering)的问题。
[0007]正在开发解决了这些问题并且能够使用高于90V的交变电流来操作LED灯的电路。例如，如果施加了高于AC 90V的高电压，则二极管桥将交变电流转换为直流电流以及恒定电流经由使用晶体管的恒流电路生成，并且将所生成的恒定电流施加给LED设备。
[0008]然而，使用这种电路的LED灯作为排除了昂贵的SMPS的技术是有用的，但是由于它存在某些问题而很难被实际应用。
[0009]首先，当电压在AC 90到120V之间变动时，输出电流(晶体管恒流电路的输出)波动很大，使得施加到LED设备的电流会响应于电压变化而快速变化，很难确保LED设备的可信度并且其问题在于耗电量根据所施加电压的情况而改变。此外，存在LED灯在大约50Hz的频率范围内在非常短的时间内重复打开(ON)和关闭(OFF)的闪烁现象，因此在这种情况下LED灯的用户会感觉到眩晕或者视力疲劳。为此，很难实际应用它。
[0010]其次，由于它不具有用于补偿功率因数的电路，因此其功率因数和光效率很差，并且由于用于产生恒定电流的方法不稳定使得尽管在特定环境中(AC 220V中)将LED灯构造为耗电量20W的水平，然而在施加了 AC 225V的情况下耗电量会变成27W以上，因此LED灯可能会损坏。


【发明内容】

[0011]技术问题
[0012]提出本发明是为了要提供一种发光二极管灯，其中，用于LED的昂贵的SMPS能够被排除，该发光二极管灯能够被稳定地并且容易地用于AC 90V以上，在50Hz频率的情况下闪烁现象能够被最小化，并且该发光二极管灯具有这样的电路:其能够防止使用高电压(高于AC 90V)交变电流的LED灯的使用寿命的下降、故障、耗电量的增加、安全事故等等问题。
[0013]具体地，提出本发明是为了提供一种发光二极管灯，该发光二极管灯能够利用使用较高的AC 90V交变电流的传统荧光灯用的镇流器来使用，并且能够在不需要传统荧光灯用镇流器的前提下直接用于100到250V交变电流。因此，能够通过仅替换LED灯而不需要额外的工作来执行用LED灯取代传统发光设备的工作，并且同时如果传统的荧光灯的镇流器使用寿命期满，则只要移除镇流器而LED灯能够保持下来用于交变电流源。
[0014]技术方案
[0015]根据本发明示例实施例的发光二极管灯包括:一对第一管脚，其在电气上彼此连接；一对第二管脚，其电气上彼此连接；发光二极管设备模块，其具有一个或者更多发光二极管设备；二极管桥，其电气上连接到第一管脚和第二管脚，以便经由第一管脚和第二管脚被施加外部交变电流以及将所施加的交变电流转换成直流电流，并且该二极管桥被连接到发光二极管设备模块的两端以便将转换后的直流电流提供给发光二极管设备模块；以及一个或者多个电感器，其被布置在一对第一管脚和一对第二管脚中的至少一个与二极管桥之间。
[0016]一个或者多个电感器可以包括在电气上分别连接到一对第一管脚和二极管桥的第一电感器；以及在电气上分别连接到一对第二管脚和二极管桥的第二电感器。
[0017]发光二极管灯可以进一步包括被并联到发光二极管设备模块上的电容器。
[0018]发光二极管灯可以进一步包括被并联到发光二极管设备模块上的过电压阻断元件。
[0019]发光二极管灯可以进一步包括被连接到发光二极管设备模块上的熔断器。
[0020]发光二极管灯可以进一步包括被分别连接到一对第一管脚和一对第二管脚上的镇流器。
[0021]发光二极管灯可以进一步包括一对基板，一对第一管脚和一对第二管脚被分别连接到这一对基板上，并且镇流器可以被安装在这一对基板的其中一个上。
[0022]发光二极管灯可以进一步包括印刷电路板，发光二极管设备模块被安装在印刷电路板上，并且镇流器可以被安装在印刷电路板上。
[0023]有益效果
[0024]根据本发明，能够在没有镇流器的前提下通过将LED灯直接连接到100到250V的交变电流来使用，以便能够排除用于LED灯的昂贵的SMPS。
[0025]此外，由于LED灯是与荧光灯的镇流器分别制造的并且提供了多种保护功能，因此LED灯能够通过直接连接到传统荧光灯的镇流器上使用，并且能够被直接连接到100到250V交变电流上使用，以便能够排除用于LED灯的昂贵的SMPS。
[0026]此外，由于能够防止或者最小化频率50Hz情况下的闪烁现象，因此能够提供具有这种电路的LED灯:该电路能够防止使用高压(例如，高于AC 90V)交变电流的LED灯的使用寿命下降、故障、耗电量增加、安全事故等等问题。

【专利附图】

【附图说明】
[0027]图1是根据本发明实施例的发光二极管灯的电路图。
[0028]图2是示出了根据本发明实施例的发光二极管灯被实现为一种荧光灯的示例的图示。
[0029]<附图标记说明>
[0030]11:第一管脚
[0031]13:第二管脚
[0032]21:第一电感器
[0033]23:第二电感器
[0034]30:发光二极管设备模块
[0035]40: 二极管桥
[0036]50:电容器
[0037]60:过电压阻断元件
[0038]70:熔断器
[0039]100:透光罩
[0040]200:基板
[0041]300:印刷电路板
[0042]400:热辐射组件
[0043]610:接线端子

【具体实施方式】
[0044]下面将结合附图详细描述本发明的实施例。
[0045]提供有一对第一管脚11和一对第二管脚13。例如，如图2中示例地示出的，如果根据本发明实施例的发光二极管灯被实现为一种荧光灯，则分别被耦接到透光罩100两端的第一管脚11和第二管脚13可以被提供为分别从基板200突出。
[0046]此时，一对第一管脚11在电气上彼此连接，并且类似地，一对第二管脚13也在电气上彼此连接。
[0047]一个或者更多电感器21和23可以被布置在一对第一管脚11和一对第二管脚13中的至少一个与发光二极管设备模块30之间。例如，参考图1，第一电感器21在电气上连接到在电气上彼此连接的一对第一管脚11，并且第二电感器23在电气上连接到在电气上彼此连接的一对第二管脚13。尽管在图1中提供了两个电感器21和23，然而可以省略他们中的一个并且其位置也可以改变。
[0048]发光二极管设备模块30包括一个或者更多发光二极管设备31。发光二极管设备31可以是通过被施加直流电流而发光的传统的发光二极管设备。
[0049]二极管桥40被分别连接到第一电感器21和第二电感器23，以便经由第一管脚11和第二管脚13对二极管桥40施加交变电流。此外，二极管桥40被连接到发光二极管设备模块30的两端，以便经由第一电感器21和第二电感器23施加的交变电流被整流成直流电流类型并且随后被提供给发光二极管设备模块30。也就是说，二极管桥40在电气上分别连接到第一和第二电感器21和23以及发光二极管设备模块30，并且将经由第一和第二管脚11和13施加的外部交变电流整流成直流电流类型，并且随后将该直流电流提供给发光二极管设备模块30。此外，除了起到将交变电流转换为直流电流的作用外，二极管桥40还起到将交变电流转换为非极性的作用。经由二极管桥40提供的直流电流操作发光二极管设备41来发光。
[0050]在本领域中已知的是，二极管桥40可以由四个整流二极管D1、D2、D3和D4形成，并且将省略对二极管桥40的操作的描述。尽管在附图中示出的是两个整流二极管Dl和D2被布置在接近第一管脚11的一侧而另两个整流二极管D3和D4被布置在接近第二管脚13的一侧，然而四个整流二极管Dl、D2、D3和D4彼此连接以形成一个二极管桥40。
[0051]通过这些配置，根据本发明实施例的发光二极管灯能够被直接连接到交流电压(例如90到250V的交流电压)使用，而不需要使用昂贵的SMPS。
[0052]同时，如图1中所示，电容器50可以被并联连接到发光二极管设备模块30。电容器50被并联连接到发光二极管设备模块30的输入端子和输出端子上，以起到防止发光二极管灯闪烁的作用。
[0053]上述电感器21和23可以起到补偿电压与电流的相位差增大的作用，这种相位差增大是由于提供了用于防止发光二极管灯闪烁的电容器50而使得发光二极管灯的功率因数劣化而造成的。此外，电感器21和23还可以起到将过电流稳定为恒定电流以使得电路稳定的作用。
[0054]同时，过电压阻断元件60可以被并联连接到发光二极管设备模块30。过电压阻断元件60阻断大的异常电压被施加到发光二极管设备模块30上，以便保护发光二极管设备31，并且可以被实现为TVS 二极管、齐纳二极管、压敏电阻等等。例如，如果发生了非常高的异常电压，通过过电压阻断元件60旁通异常电压而不将异常电压施加到发光二极管设备模块30上，使得能够保护发光二极管设备31。
[0055]熔断器70可以被连接到发光二极管设备模块30上。熔断器70是用于保护发光二极管设备模块30的电路稳定元件，并且如果与过电压阻断元件60 —起提供，在过电压阻断元件60损坏的情况下，熔断器70能够随后保护发光二极管设备模块30。
[0056]将根据图2详细描述根据本发明实施例的发光二极管灯的具体配置。
[0057]如图2中所示，发光二极管灯可以具有传统荧光灯的形状，并且可以在透光罩100的两端分别提供基板200，并且一对第一管脚11和一对第二管脚13被分别提供给两个基板200。
[0058]发光二极管设备31可以被安装在印刷电路板300上，并且电感器21和23、二极管桥40、电容器50、过电压阻断元件60、熔断器70等等也可以被安装在印刷电路板300上。此外，热辐射组件400可以被耦接到透光罩100的后部，并且印刷电路板300被连接到热辐射组件400上以便于发光二极管设备31中产生的热量能够被有效地辐射。
[0059]用于电气连接第一管脚11的接线端子610可以被提供在印刷电路板300的一端。同时，图中未示出的是，用于电气连接第二管脚13的接线端子可以被提供在印刷电路板300的另一端。
[0060]如图2中所示的具有传统荧光灯形状的发光二极管灯能够被直接连接到交变电流源来使用。
[0061]同时，参考图1，根据本发明实施例的发光二极管灯可以进一步包括镇流器80。镇流器80的四个端子可以被分别连接到一对第一管脚11和一对第二管脚13。此时，图中未示出的是，可以将镇流器80安装在基板200或者印刷电路板300的两者之一上。
[0062]由于将镇流器80集成地提供给发光二极管灯，因此发光二极管能够像传统的荧光灯一样，被直接连接到交变电流源来使用而无需SMPS。
[0063]尽管已经与被视为实际示例的实施例一起描述了本发明，可以理解的是本发明并不限于所公开的实施例，而是相反地，意在涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种变形例和等效设置。
【权利要求】
1.一种发光二极管灯，包括: 一对第一管脚，其在电气上彼此连接； 一对第二管脚，其在电气上彼此连接； 发光二极管设备模块，其具有一个或者更多发光二极管设备； 二极管桥，其在电气上连接到第一管脚和第二管脚，以便被经由第一管脚和第二管脚施加外部交变电流并且将所施加的交变电流转换为直流电流，并且所述二极管桥被连接到所述发光二极管设备模块的两端，以便将转换后的直流电流提供给所述发光二极管设备模块；以及 一个或者更多电感器，其被提供在一对第一管脚和一对第二管脚中的至少一个与所述二极管桥之间。
2.根据权利要求1所述的发光二极管灯，其中一个或者更多电感器包括第一电感器，其在电气上被分别连接到所述一对第一管脚和所述二极管桥；以及第二电感器，其在电气上被分别连接到所述一对第二管脚和所述二极管桥。
3.根据权利要求1所述的发光二极管灯，还包括电容器，所述电容器被并联连接到所述发光二极管设备模块。
4.根据权利要求1所述的发光二极管灯，还包括过电压阻断元件，所述过电压阻断元件被并联连接到所述发光二极管设备模块。
5.根据权利要求1所述的发光二极管灯，还包括熔断器，所述熔断器被连接到所述发光二极管设备模块。
6.根据权利要求1所述的发光二极管灯，还包括镇流器，所述镇流器被分别连接到一对第一管脚和一对第二管脚。
7.根据权利要求6所述的发光二极管灯，还包括一对基板，一对第一管脚和一对第二管脚分别连接到所述一对基板，并且所述镇流器安装在所述一对基板的其中一个上。
8.根据权利要求6所述的发光二极管灯，还包括印刷电路板，所述发光二极管设备模块安装在所述印刷电路板上，并且所述镇流器安装在所述印刷电路板上。
【文档编号】H05B37/02GK104427726SQ201410444588
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年9月3日 优先权日:2013年9月4日
【发明者】金河哲, 郑和均 申请人:绿弥利奇株式会社