专利名称：发光组件灯管电路的制作方法
技术领域：
本发明关于一种发光组件灯管电路，特别是利用电容改变传统电子式安定器中谐振电路谐振频率之发光组件灯管电路。
背景技术：
历经数十年来的研究及发展，LED等发光组件之生产技术已有长远进步，具有体积小、无污染、有效节能、使用寿命长、发光效率高等优点，因而被广泛运用于各领域中，近年来更逐渐取代成为一般日光灯管之光源。目前市面上现有的LED等发光组件灯管结构多半采用于透明管体内设置LED等发光组件模块的方式，且灯管之插接头亦采用习知日光灯管的插接 头设计。由于现有建筑物所配设的日光灯灯具为传统日光灯灯具，其电路系配置传统的电子式安定器，用以产生高频谐振频率以及提供足够高的启动电压。然而，当一般日光灯灯具直接接上LED灯管时，谐振所造成的高启动电压会导致该LED等发光组件崩溃及烧毁之现象产生，因此无法直接将LED等发光组件灯管安装于配置传统电子式安定器的传统日光灯灯具上。若要使用在装有传统电子安定器的灯具上，必须先将灯具内的电子安定器移除，并加以重新配置线路后方能使用，此将造成消费者的不便以及推广节能、绿能的障碍。故本发明之发明人有鉴于发光组件灯管与一般习知之电子式安定器不匹配之缺失，乃亟思发明一种发光组件灯管电路。
发明内容
本发明之目的提供一种发光组件灯管电路，可直接将发光组件灯管安装于具有电子安定器之传统日光灯灯座上。此传统日光灯灯座具有一第一灯管接点与一第二灯管接点。本发明之发光组件灯管电路包括一电容、一整流单元、一限电流单元以及一发光组件。该电容连接于第一灯管接点与第二灯管接点之间，藉此改变该电子式安定器的谐振电路之谐振频率，使电子安定器无法产生高频谐振；
该整流单元系与该电容连接，用以将该电子式安定器输出的弦波电压整流为直流电压，输出符合发光组件灯管之额定操作电压；
该限电流单元连接该整流单元，并根据该直流电压对应产生一直流电流，以驱动该发光组件，使该发光组件对应产生一照明光源。藉由本发明可直接将发光组件灯管安装于传统日光灯之灯座上，与电子式安定器结合使用，而无须额外购置符合新型发光组件灯管安规之灯具、或拆除电子式安定器或重新配置匹配线路，即可使用本发明一种发光组件灯管电路的发光组件灯管。
图1为习知之串联共振电子式安定器电路架构示意图。图2为本发明之第一较佳实施例示意图。
图3为串联共振电路之频率与电压关系图。图4a为本发明之限电流单元第一实施例示意图。
图4b为本发明之限电流单元第二实施例示意图。图4c为本发明之限电流单元第三实施例示意图。图4d为本发明之限电流单元第四实施例示意图。
具体实施例方式为充分了解本发明之目的、特征及功效，兹藉由下述具体之实施例，并配合所附之图式，对本发明作一详细说明，说明如后
请参考图1，为习知之串联共振电子式安定器电路示意图。图中一交流电源(10)输出一交流电压至安定器整流单元(20)，经整流后之直流电压馈入一功因修正器(30)。其为一直流对直流转换电路，可因应负载不同功率的需求，控制开关切换的时机，使储能电路进行能量储存与释放，以改变输入功率与电流波形。经由适当的操作程序，可精确地控制输出电流的波形及大小，达到功因修正及稳压的功能，目前的技术所发展出的功因修正电路，工作频率从数十至数百kHz，可将谐波失真抑制到几乎不存在，功因也几近于一，并允许输入电源和负载在相当大的范围内变化。该功因修正器(30)输出之直流电压馈入一电子式安定器(40)之一共振换流器 (50)，其包括第一 N型金氧半场效晶体管(402)、第二 N型金氧半场效晶体管(404)、换流器第一电容(Cl)以及换流器第二电容(C2)，该第一 N型金氧半场效晶体管(402)与一第一二极管并联(406)该第二 N型金氧半场效晶体管(404)与一第二二极管(408)并联，该换流器第一电容(Cl)系连接于该第一 N型金氧半场效晶体管(402)之汲极与该换流器第二电容 (C2)之间；该换流器第二电容(C2)系连接于该换流器第一电容(Cl)与该第二 N型金氧半场效晶体管(402)之源极之间。该共振换流器(50)的两个N型金氧半场效晶体管(402、 404)做为开关之用，由该第一 N型金氧半场效晶体管闸极信号(Vgsl)与该第二 N型金氧半场效晶体管间极信号(Vgs2)交互驱动导通，产生一方波电压于共振电路上，而该换流器第一电容(Cl)与该换流器第二电容(C2)系具有滤波功能且其电容值极大，可视为定电压源。该第一 N型金氧半场效晶体管间极信号(Vgsl)与该第二 N型金氧半场效晶体管闸极信号(Vgs2)的责任周期一般都设计为50%对称，该第一 N型金氧半场效晶体管闸极信号 (Vgsl)与该第二 N型金氧半场效晶体管闸极信号(Vgs2)之间须有一小段很短的怠迟时间(deadtime)，以避免上下两个开关同时导通，造成短路烧毁。当该第一N型金氧半场效晶体管(402)导通，输入电压(Vdc)跨于该第二 N型金氧半场效晶体管(404)两端；反之，当该第二 N型金氧半场效晶体管(404)导通，输入电压(Vdc)跨于该第一 N型金氧半场效晶体管(402)两端。利用上下两开关之驱动讯号中怠迟时间(deadtime)，来释放该换流器第一电容(Cl)与该换流器第二电容(C2)能量，当开关电压下降至零时再将开关导通，则达到零电压切换，以提升效率。因此，该共振换流器(50)系用以将该功因修正器(30)输出之直流电压经两个N 型金氧半场效晶体管(402、404)主动开关切换组件转换成高频之方波电压及电流。而该日光灯(416)为电子式安定器(40)之负载，透过该共振换流器(50)主动开关的高频切换，输出一高频电压作为谐振电路的输入电源。此处的电感(410)与安定器电容(412)可等效视为前述谐振电路。而此谐振电路主要有两个功能在该日光灯(416)启动时，提供日光灯 (416)所需的启动电压，以及于该日光灯(416)稳态工作时，提供适当的灯丝电流。一般而言电子式安定器(40)常用之电容值大约为33、7nF，而电感值大约为 0. 2^0. 3mH，根据LC串联共振电路之频率与感抗关系公式(如下所示)计算可得该串联共振频率f约为50kHz，而一般电子式安定器(40)之工作频率范围大约为20kHz 70kHz。
Γ π # ιJ =---
1π4 €
请参考图2，为本发明之第一较佳实施例示意图。图中该电子式安定器(40)的电路及作用原理均与图1所述相同，在此便不多做赘述。本实施例电路之不同处在于以本发明发光组件灯管电路(80)置换该日光灯(416)。本发明发光组件灯管电路(80)包括一电容(414)、一整流单元(60)、一限电流单元(70)以及一发光组件(420)。其中，该电容(414)连接于该电子式安定器(40)灯座的第一灯管接点(422)与第二灯管接点(424)之间，改变该电子式安定器(40)中谐振电路的等效阻抗，进而使得谐振条件不成立。于本实施例中，谐振电路的等效电容可视为该安定器电容(412)并联该电容(414)，且该等效电容值大于该安定器电容(412)之值，从而改变该电子式安定器(40)的谐振电路之谐振频率。如此即可使共振换流器(50)的切换频率与谐振电路之谐振频率不同。整流单元(60)系连接于第一灯管接点(422)与第二灯管接点(424)之间，如图2 中所示之连接关系，整流单元(60)可视为与电容(414)并联。整流单元(60)可将该电子式安定器(40)的弦波电压整流为直流电压。其中，整流单元(60)可为由复数个二极管所组成的全桥式整流器，且各二极管可为高频二极管，以承受前述的谐振频率。限电流单元(70)之限电流单元输入端(702)系与该整流单元(60)相连接，该限电流单元(70)之限电流单元输出端(704)系与一发光组件(420)相连接，该限电流单元 (70)并根据该整流单元(60)输出之直流电压对应产生一直流电流。而发光组件(420)另一端系连接该整流单元(60)，并根据接收之直流电流对应产生一照明光源。其中，发光组件 (420)可以为有机发光二极管、发光二极管或电致发光组件，且发光组件(420)的数量可为多个。在此实施例中，由于该电容(414)与该安定器电容(412)为并联连结，使得该电子式安定器(40)的等效电容值大于原来的该安定器电容(412)值。根据前述频率与感抗关系之公式，谐振电路之谐振频率与原值相比将大幅减小。因此本实施例之发光组件灯管电路(80)可使共振换流器(50)的切换频率与谐振频率不相等，进而使得谐振条件不成立。故可输出符合该发光组件(420)之额定操作电压而不会导致发光组件(420)崩溃及烧毁之现象产生。请参考图3，其系为串联共振电路之频率与电压关系图。图中fl系为习知电子式安定器(40)电路谐振频率，其电路负载为传统日光灯(416) ；f2为本发明发光组件灯管电路并联电子式安定器(40)的电路谐振频率。由于本发明之发光组件灯管电路，包括一电容 (414)，且该电容(414)与该电子式安定器(40)电路之该安定器电容(412)为并联连结，使得该电子式安定器(40)的该安定器电容(412)值因该电容(414)的并联而具有一大于原该安定器电容(412)电容值之等效电容。根据前述频率与感抗关系之公式，并联该电容 (414)后谐振电路之谐振频率f2与原fl值相比将大幅减小，即如图中所示f2 < fl，使得本发明之发光组件灯管电路(80)共振频率之操作频率范围与习知电子式安定器(40)电路之操作频率范围并不重迭。请参考图4a，其系本发明发光组件灯管电路之限电流单元之第一实施例。如图所示，限电流单元包括一第一晶体管(706)，系具有一第一汲极(D)、一第一间 极(G)及一第一源极(S)，且该第一汲极(D)连接该限电流单元输入端(702)，该第一间极(G)连接该第一汲极⑶；一第一电阻(710)，系连接于该第一源极⑶与该限电流单元输出端(704)之间； 以及一第二电阻(712)，系连接于该第一闸极(G)与该限电流单元输入端(702)之间。该限电流单元输入端(702)系与该整流单元(60)相连接，该限电流单元输出端(704)系与该发光组件(420)相连接。该第一晶体管(706)接收来自整流单元(60)整流后之电压，使得第一晶体管(706)导通，该源极(S)根据该闸极(G)与源极(S)间的电压对应输出一稳定的电流(ID)，而该源极(S)所输出之电流(ID)流经该第一电阻(710)所产生的电压(VR)，对应控制该第一晶体管(706)之闸极电压，以达成限电流之作用。请参考图4 (b)，为本发明发光组件灯管电路之限电流单元第二实施例图，其系包括一第一晶体管(706)，系具有一第一汲极(D)、一第一间极(G)及一第一源极(S)，且该第一汲极(D)连接该限电流单元输入端(702)，该第一闸极(G)连接一第二电阻(712)；—第一电阻(710)，系连接于该第一源极(S)与该限电流单元输出端(704)之间；一第二晶体管 (708)，系具有一第二汲极(D)、一第二间极(G)及一第二源极(S)，且该第二汲极(D)连接该第一间极(G)，该第二间极(G)连接该第一源极(S)，该第二源极(S)连接该限电流单元输出端(704)；—第二电阻(712)，系连接于该第一闸极(G)与该限电流单元输入端(702) 之间。该限电流单元输入端(702)系与该整流单元(60)相连接，该限电流单元输出端(704) 系与该发光组件(420)相连接。该第二电阻(712)在此视为一电流源，为一连接于一外部电源之电阻，并根据横跨于该第二电阻(712)之电压对应输出一电流，其中，该外部电源系为一经整流之直流电源。该第一晶体管(706)汲极(D)连接于该外部电源，该源极(S)根据该闸极(G)与源极(S)间的电压对应输出一稳定的电流，该第二晶体管(708)根据横跨于该第一电阻(710)的电压来对应控制该第一晶体管(706)的闸极(G)电压，故该第二晶体管(708)为一压控晶体管。如相关业界具有通常技艺人士所知悉，当该外部电源之电压增加时，该第一晶体管(706)之汲极(D)和源极(S)间所流经的电流亦会增加，以使得该第一晶体管(706)可视为一由该第一晶体管(706)闸极(G)和源极(S)间电压所控制之线性电阻，因此，当该第一电阻(710)的电压因电流(ID)增加而增加及该第二晶体管(708)之闸极(G)和源极(S)间电压相对增加的状况下，该第二晶体管(708)的内阻会大幅减少，即藉由大幅减少该第一晶体管(706)的闸极(G)电压来限制该第一晶体管(706)汲极(D)和源极⑶间的电流(ID)大小，以达成限电流之作用。请参考图4 (C)，为本发明发光组件灯管电路之限电流单元第三实施例图，其系包括一第一晶体管(706)，系具有一第一汲极(D)、一第一间极(G)及一第一源极(S)，且该第一汲极(D)连接该限电流单元输入端(702)，该第一闸极(G)连接一第二电阻(712)；—第一电阻(710)，系连接于该第一源极(S)与该限电流单元输出端(704)之间；一第二晶体管(708)，系具有一第二汲极(D)、一第二间极(G)及一第二源极(S)，且该第二汲极(D)连接该第一间极(G)，该第二间极(G)连接该第一源极(S)，该第二源极(S)连接该限电流单元输出端(704)；—第二电阻(712)，系连接于该第一闸极(G)与该限电流单元输入端(702) 之间；一第一稳压电容(714)，系与该第一电阻(710)互相并联。该限电流单元输入端(702) 系与该整流单元(60)相连接，该限电流单元输出端(704)系与该发光组件(420)相连接。 此实施例中，电路与作用原理均与图4(b)相同，在此便不再加以赘述。本实施例电路之不同处在于
加入一第一稳压电容(714 )与第一电阻(710)相互并联，该第一稳压电容(714)在该第一晶体管(706)导通时能够储存电能，因此会提供第一电阻(710) —反向偏压，而降低第一电阻(710)的跨压，因此降低该第二晶体管(708)之闸极(G)和源极(S)间电压，藉此调节流经第一晶体管(706)之电流大小。请参考图4(d)，为本发明发光组件灯管电路之限电流单元第四实施例图，其系包括一第一晶体管(706)，系具有一第一汲极(D)、一第一间极(G)及一第一源极(S)，且该第一汲极(D)连接该限电流单元输入端(702)，该第一闸极(G)连接一第二电阻(712)；—第一电阻(710)，系连接于该第一源极(S)与该限电流单元输出端(704)之间；一第二晶体管 (708)，系具有一第二汲极(D)、一第二间极(G)及一第二源极(S)，且该第二汲极(D)连接该第一间极(G)，该第二间极(G)连接该第一源极(S)，该第二源极(S)连接该限电流单元输出端(704)；—第二电阻(712)，系连接于该第一闸极(G)与该限电流单元输入端(702) 之间；一第一稳压电容(714)，系与该第一电阻(710)互相并联；一第二稳压电容(716)，系与该第二电阻(712)互相并联。该限电流单元输入端(702)系与该整流单元(60)相连接， 该限电流单元输出端(704)系与该发光组件(420)相连接。此实施例中，电路与作用原理均与图4(c)相同，在此便不再加以赘述。本实施例电路之不同处在于
加入一第二稳压电容(716)与第二电阻(712)相互并联，该第二稳压电容(716)在该第一晶体管(706)导通时能够储存电能，因此会提供第二电阻(712) —反向偏压，而降低第二电阻(712)的跨压，因此降低该第一晶体管(706)之闸极(G)和汲极⑶间电压，藉此调节流经第二晶体管(708)之电流大小。本发明在上文中已以较佳实施例揭露，然熟习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之范围。应注意的是，举凡与该实施例等效之变化与置换，均应设为涵盖于本发明之范畴内。因此，本发明之保护范围当以下文之申请专利范围所界定者为准。
权利要求
1.一种发光组件灯管电路，适用于具有一电子式安定器之一灯座，且该灯座具有一第一灯管接点与一第二灯管接点，其特征在于该发光组件灯管电路包含一电容，连接于该第一灯管接点与该第二灯管接点之间；一整流单元，分别连接该第一灯管接点与该第二灯管接点，该整流单元系接收该灯座传输之一交流电压，并整流该交流电压成一直流电压；一限电流单元，连接该整流单元，并根据该直流电压对应产生一直流电流；以及一发光组件，连接于该限电流单元与该整流单元之间，并且根据所接收之该直流电流对应产生一照明光源。
2.根据权利要求1所述的发光组件灯管电路，其特征在于该整流单元系为桥式整流器，且该桥式整流器系包含复数个高频二极管。
3.根据权利要求1所述的发光组件灯管电路，其特征在于该限电流单元包含一第一晶体管，具有一第一汲极、一第一间极及一第一源极，且该第一汲极连接该整流单元，该第一间极连接该第一汲极；一第一电阻，连接于该第一源极与该发光组件之间；以及一第二电阻，连接于该第一闸极与该整流单元之间。
4.根据权利要求3所述的发光组件灯管电路，其特征在于该限电流单元更包含 一第二晶体管，具有一第二汲极、一第二间极及一第二源极，且该第二汲极连接该第一闸极，该第二间极连接该第一源极，该第二源极连接该发光组件。
5.根据权利要求4所述的发光组件灯管电路，其特征在于更包含一第一稳压电容连接于该第一源极与该发光组件之间。
6.根据权利要求5所述的发光组件灯管电路，其特征在于更包含一第二稳压电容连接于该第一闸极与该整流单元之间。
7.根据权利要求1所述的发光组件灯管电路，其特征在于该发光组件系为有机发光二极管、发光二极管或电致发光组件。
8.根据权利要求1所述的发光组件灯管电路，其特征在于该发光组件数量为多个。
全文摘要
一种发光组件灯管电路，包括一电容、一整流单元、一限电流单元以及一发光组件。其中，该电容与具有电子安定器之灯座所提供之两端点连接，以改变电子式安定器内谐振电路的谐振频率；该整流单元与该电容连接，系用以将弦波电压整流为直流电压；该限电流单元，系连接该整流单元，并根据该直流电压输出一对应直流电流；以及一发光组件，系连接该限电流单元，另一端连接于该整流单元，系用以产生一照明光源。藉本发明，消费者无须变更传统日光灯具之灯座配线，即可直接将本发明之该发光组件灯管安装于该传统日光灯具之灯座上。
文档编号F21V23/00GK102159001SQ20101060099
公开日2011年8月17日 申请日期2010年12月23日 优先权日2010年11月8日
发明者潘建男, 赵大玮, 遇中宏 申请人:连展科技(深圳)有限公司