模块化led灯的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种模块化LED灯，包括：具有用于照明的第一LED的发光组件、以及具有对所述第一LED供电的第一供电电路的驱动组件，所述发光组件还包括与所述第一LED串联连接的第二LED；所述驱动组件还包括独立于所述第一供电电路而对所述第二LED供电的第二供电电路，所述第二供电电路包括并联在所述第二LED两端的开关器件，所述开关器件具有检测端，所述检测端电连接到所述第一供电电路的供电控制端。本实用新型提供了能够判断LED灯的损坏的组件的方案，并使得用户只需更换损坏的组件。
【专利说明】模块化LED灯
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种LED灯。
【背景技术】
[0002]如图1所示，LED灯包括发光组件100和驱动组件200，其中，发光组件100包括基板110、LED 120、泡壳130、散热部140等，驱动组件200包括外壳210、设置于外壳210内部的供电电路(图中未示出)、灯头220等。现有技术中，发光组件100和驱动组件200形成为一个整体，其连接不可拆卸。
[0003]在实际使用中，如果LED灯不能正常照明，可能是其发光组件100损坏，也可能是其驱动组件200损坏。理论上LED和供电电路的寿命并不相同，因此发光组件100和驱动组件200同时损坏的概率较小。但是，在现有技术中没有指示LED灯中哪个组件损坏的方案，这使得用户无法知道究竟是发光组件100损坏还是驱动组件200损坏。
[0004]另外，以现有技术中的设计，无论发光组件和驱动组件中任何一部分损坏，都只能更换整灯。这造成了较大程度的浪费，不利于降低成本也不利于环境保护。
实用新型内容
[0005]为了使得用户能够判断LED灯的损坏部分，本实用新型提供了一种模块化LED灯，包括:具有用于照明的第一 LED的发光组件、以及具有对所述第一 LED供电的第一供电电路的驱动组件，所述发光组件还包括与所述第一 LED串联连接的第二 LED ;所述驱动组件还包括独立于所述第一供电电路而对所述第二 LED供电的第二供电电路，所述第二供电电路包括并联在所述第二 LED的两端的开关器件，所述开关器件具有检测端，所述检测端电连接到所述第一供电电路的供电控制端。
[0006]进一步地，所述第二供电电路还包括电连接在所述第二供电电路输入端的限流电阻、隔直电容和稳压二极管，所述开关器件通过二极管电连接到所述第二 LED的两端，所述检测端通过分压电阻电连接到所述供电控制端。
[0007]优选地，所述开关器件为N沟道场效应晶体管，所述检测端为所述N沟道场效应晶体管的栅极，所述N沟道场效应晶体管的源极和漏极分别电连接到所述第二 LED的两端。
[0008]优选地，所述供电控制端为辅助绕组端。
[0009]优选地，所述第一 LED的色温为2700K?6500K，所述第二 LED的颜色与所述第一LED的颜色不同。
[0010]优选地，所述第一 LED的发光强度大于所述第二 LED的发光强度。
[0011]为了使得用户在LED灯的部分组件损坏时能够只更换损坏的组件，进一步地，所述发光组件和所述驱动组件之间的连接为可拆卸连接。
[0012]优选地，所述可拆卸连接为卡口连接，所述发光组件的底部设置有多个插脚，所述驱动组件与所述发光组件的连接处设置有多个与所述插脚匹配的卡槽，其中，所述多个插脚包括电连接到所述第一 LED的两个第一插脚和电连接到所述第二 LED的两个第二插脚；所述多个卡槽包括与所述第一插脚位置对应的电连接到所述第一供电电路的输出端的两个第一卡槽和与所述第二插脚位置对应的电连接到所述第二供电电路的输出端的两个第二卡槽。
[0013]优选地，所述多个插脚中的一个的尺寸设置为不同于其他插脚的尺寸。
[0014]优选地，所述卡槽的内部或周围设置有对所述插脚与卡槽的连接进行固定的由导电材料制成的簧片，所述卡槽通过所述簧片实现电连接。
[0015]本实用新型的LED灯，通过对主供电电路的故障检测以及用于指示故障的LED，使得用户能够直观地判断LED灯的损坏组件；进一步通过发光组件和驱动组件的可拆卸设计，使得用户在LED灯损坏时不需要更换整灯，只需要更换损坏的组件，节约了成本的同时更有利于环境保护。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为现有技术的LED灯的示意图；
[0017]图2为本实用新型的模块化LED灯的优选的实施方式的电路结构的示意图；
[0018]图3为图2所示的电路结构中第一供电电路正常工作时的电流流向的示意图；
[0019]图4为图2所示的电路结构中第一供电电路故障时的电流流向的示意图；
[0020]图5为本实用新型的模块化LED灯的第二 LED的设置位置的示意图；
[0021]图6为本实用新型的模块化LED灯的发光组件的底部设置插脚的示意图；
[0022]图7为本实用新型的模块化LED灯的驱动组件中设置卡槽的示意图；
[0023]图8为本实用新型的模块化LED灯的分解示意图；
[0024]图9为本实用新型的模块化LED灯的驱动组件中设置的卡槽和簧片的示意图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型的模块化LED灯作进一步的详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
[0026]为了使得用户能够直观地判断LED灯的损坏组件，本实用新型提供了一种模块化LED灯。与图1所示的现有的LED灯相同，该模块化LED灯包括发光组件100和驱动组件200，其中，发光组件100包括基板110、用于照明的第一 LED 121、泡壳130、散热部140等，驱动组件200包括对第一 LED 121供电以用于照明的第一供电电路、外壳210、灯头220等。其中，参照图2，第一供电电路的输入端IN11、IN12能够电连接到外部电源(例如，市电的电网)，其输出端0UT11、0UT12电连接到第一 LED 121，以使得第一供电电路能够对第一LED121 供电。
[0027]如图2所示，本实用新型的模块化LED灯的关键特征在于，发光组件100还包括用于指示故障的第二 LED 122，该第二 LED 122与第一 LED 121串联连接，以使得第一供电电路在对第一 LED 121供电的同时还对第二 LED 122供电，S卩，使得第二 LED 122在第一供电电路正常时也用于正常照明，这有助于提高整灯中LED的利用率。相应地，驱动组件200还包括独立于第一供电电路而对第二 LED 122供电以用来指示故障的第二供电电路。
[0028]该第二供电电路的输入端IN21、IN22独立于第一供电电路而电连接到电源，SP能够使得第二供电电路独立地从外部电源(例如，市电的电网)取电。如此，即使第一供电电路的前端元器件损坏，也不会影响第二供电电路的输入电压。第二供电电路的输出端0UT21、0UT22分别电连接到第二 LED 122的两端，从而使得第二供电电路能够对第二 LED122供电。
[0029]本实用新型的模块化LED灯的关键特征还在于，第二供电电路还包括与第二 LED122并联的开关器件，该开关器件具有用于检测第一供电电路的故障的检测端，该检测端电连接到第一供电电路的供电控制端。图2示出的为第二供电电路的优选的实施方式，在该优选的实施方式中，该开关器件为N沟道场效应晶体管NMOS，NMOS管源极和漏极分别电连接到第二 LED 122的两端，上述开关器件的检测端为NMOS管的栅极，该栅极通过分压电阻Rl电连接到第一供电电路的供电控制端以检测其输出电压。优选地，当第一供电电路采用辅助绕组供电方案时，该供电控制端为图2所示的辅助绕组端VL。该辅助绕组端VL在第一供电电路正常时供电，在第一供电电路故障时不供电。
[0030]优选地，如图2所示，本实用新型的第二供电电路还包括电连接在其输入端IN21、IN22的限流电阻R3、隔直电容Cl和稳压二极管D2，限流电阻R3用来限制流过NMOS管的电流以避免击穿，隔直电容Cl用来滤掉交流分量，稳压二极管D2用来保证NMOS管的源极或漏极的电压的稳定。在该优选的实施方式中，NMOS管通过一个具有单向导通特性的二极管Dl并联到第二 LED 122的两端，NMOS管的栅极通过分压电阻Rl电连接到辅助绕组端VL。
[0031]接下来，参照图3和图4说明本实用新型的模块化LED灯的工作原理，特别是第一和第二供电电路的工作原理。图3和图4中，带箭头的黑色粗实线表示电流的流向。
[0032]如图3所示，当第一供电电路正常工作时，第一供电电路的电流经输入端INll和输出端0UT11、流过串联的第一 LED 121和第二 LED122、然后经输出端0UT12和输入端IN12流出。因此，当第一供电电路正常工作时，第一 LED和第二 LED均点亮。同时，由于第一供电电路中的辅助绕组端VL的输出电压正常，使得第二供电电路的开关器件NMOS管的检测端栅极的电压为高，当栅源电压大于开启电压时，NMOS管导通。此时，第二供电电路的电流流向如图3所示，经输入端IN21、电阻R3、NMOS管以及输入端IN22流出。因此，当第一供电电路正常工作时，第二供电电路不对第二 LED 122供电。此时，用户看到的是该模块化LED灯整灯点亮。
[0033]如图4所示，当第一供电电路出现故障而无法正常工作时，没有电流流过第一供电电路，因此第一供电电路无法对第一 LED 121供电，所以此时第一 LED 121不点亮。同时，由于第一供电电路故障时，辅助绕组端VL的输出电压为零，因此此时第二供电电路的开关器件NMOS管的检测端栅极的电压为低，当栅源电压小于开启电压时，NMOS管截止。此时，第二供电电路的电流流向如图4所示，经输入端IN21、电阻R3、二极管D1、输出端0UT21、第二 LED 122、输出端0UT22以及输入端IN22流出。因此，当第一供电电路故障时，第二供电电路对第二 LED 122供电，使得第二 LED 122点亮。此时，用户看到的是该模块化LED灯中的第一 LED 121不亮，只有第二 LED122点亮。
[0034]在第一 LED 121损坏的情况下，串联连接的第一 LED 121与第二 LED 122整体为断路状态，因此第一供电电路中不会形成如图3上半部分所示的电流回路，因此，第一 LED121不会点亮。同时，由于第一供电电路本身是正常工作的并没有出现故障，因此其辅助绕组端VL正常地输出电压，使得第二供电电路仍然形成如图3所示的电流流向，即第二供电电路并不对第二 LED 122供电。因此，此时第一 LED 121和第二 LED 122均不能正常点亮。此时，用户看到的是该模块化LED灯中的所有的LED均不亮。
[0035]同样地，如果是第二 LED 122损坏的情况，也会出现和第一 LED121损坏相同的现象，即整灯不亮。
[0036]基于以上描述，本实用新型的模块化LED灯能够使得用户直观地判断出LED灯的损坏组件。例如，当用户发现该模块化LED灯通电后，整灯点亮，则说明整灯都是正常的工作状态没有损坏。如果用户发现用于照明的第一 LED 121不亮而只有用于故障指示的第二LED122点亮，则说明是驱动组件中的第一供电电路损坏，即驱动组件损坏。如果用户发现整灯不亮，则为发光组件损坏，可能是第一 LED 121损坏或第二 LED 122损坏，也可能是第一LED 121和第二 LED 122均损坏。
[0037]优选地，为了在保证LED灯的显色性能的同时显著地指示故障，第一 LED 121的色温为2700K?6500K，第二 LED 122具有与第一 LED121不同的颜色。如果第二 LED 122是白光LED，则其可以是国标规定的色温范围内与第一 LED 121不同光色的白光LED ;如果第二LED122是其他颜色的单色光，则其可以是波长为650纳米的红光LED，也可以是波长为460纳米的蓝光LED，也可以是其他颜色光的LED。例如，当第一 LED 121为白光LED时，选择红光LED作为第二 LED122，可以增加白光LED的显色指数，使其符合R9性能标准。
[0038]如图5所示，为了照度和混色均匀，特别是当第二 LED 122的颜色与第一 LED 121不同时，可将第二 LED 122均匀地设置于基板110上并夹杂在第一 LED 121中间。可以理解的是，第一 LED 121与第二 LED 122的设置位置不限于图5的示例。
[0039]可以理解的是，第二 LED 122的个数也可以不是如图2至4所示的两个或如图5所示的四个，其个数可以是一个，也可以是其他个数的多个。
[0040]另外，本领域技术人员还可以在本实用新型的模块化LED灯的基础上进行一些简单的变形。比如，通过在第二供电电路中增加控制电路使得第二 LED 122在指示故障时呈闪烁状态，从而对用户来说该指示更加醒目。
[0041]在该实施方式中，第二供电电路由于没有使用电解电容和大功率开关管等易损元器件，其理论寿命比第一供电电路要长得多，因此该部分损坏的可能性极小。另外，即使第二供电电路损坏，也不影响第一供电电路和第一 LED 121的正常照明，整灯可以正常使用。
[0042]以上提供的结构可以使得用户能够根据LED灯的点亮情况来判断LED灯的损坏部位，即可以判断出是发光组件100损坏还是驱动组件200损坏。
[0043]进一步地，为了使得用户能够在LED灯的部分组件损坏时只更换损坏的组件，本实用新型的模块化LED灯的发光组件100和驱动组件200之间的连接为可拆卸连接。
[0044]优选地，如图6和图7所示，发光组件100和驱动组件200之间的可拆卸连接为卡口连接。
[0045]发光组件100的底部设置有多个插脚150，插脚150由导电材料制成，包括两个第一插脚和两个第二插脚，分别电连接到第一 LED 121的两端和第二 LED 122的两端。
[0046]驱动组件200的与发光组件100的连接处设置有多个与插脚150匹配的多个卡槽230，包括与第一插脚位置对应的电连接到第一供电电路的输出端的两个第一卡槽和与第二插脚位置对应的电连接到第二供电电路的输出端的两个第二卡槽。
[0047]发光组件100和驱动组件200之间通过设置的插脚150和卡槽230进行连接，类似于现有的GUlO的灯头规格的卡合连接方式。设计时可以根据插脚150或卡槽230的大小以及需要的旋转角度，来设置插脚150或卡槽230之间的距离。如图8所示，在将两部分的组件安装使用时，需要将插脚150插入卡槽230内，然后旋转卡紧。
[0048]优选地，为了进一步固定插脚150与卡槽230之间的连接，在驱动组件200中，卡槽230的内部或周围(比如，如图9所示的在卡槽230的后方)设置有对插脚150与卡槽230的连接进行固定的由导电材料制成的多个簧片240。从而，卡槽230能够通过该簧片240实现电连接，即两个第一卡槽通过两个第一簧片电连接到第一供电电路的输出端，两个第二卡槽通过两个第二簧片电连接到第二供电电路的输出端。
[0049]当发光组件100与驱动组件200卡紧后，导电材质的插脚150能够与卡槽230内部或周围设置的簧片240同时形成机械连接和电连接，使得第一 LED 121与第一供电电路的输出端、第二 LED 122与第二供电电路的输出端形成电连接,从而使得第一供电电路和第二供电电路分别能够对第一 LED 121和第二 LED 122供电。
[0050]簧片240除了导电作用外，还能够起到紧固连接的作用，防止发光组件100与驱动组件200脱离。同时，簧片240还可以拉紧发光组件100与驱动组件200，大大减小接触热阻，使得导热性能得到大幅改善。
[0051]优选地，为了防止反接，可将多个插脚150中的任意一个的尺寸设置为不同于其他插脚的尺寸。相应地，与该插脚位置对应的卡槽的尺寸设置为与该插脚的尺寸相匹配。
[0052]发光组件100和驱动组件200之间的可拆卸连接的设计，使得在某个组件损坏时用户可以只更换损坏的组件。另外，在目前LED光通量飞速提升的时期，用户可以根据需要方便地更新发光组件，或者可以任意更换不同色温的发光组件。
[0053]以上【具体实施方式】仅为本实用新型的示例性实施方式，不能用于限定本实用新型，本实用新型的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型做出各种修改或等同替换，这些修改或等同替换也应视为落在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种模块化LED灯，包括:具有用于照明的第一 LED的发光组件、以及具有对所述第一 LED供电的第一供电电路的驱动组件，其特征在于， 所述发光组件还包括与所述第一 LED串联连接的第二 LED ； 所述驱动组件还包括独立于所述第一供电电路而对所述第二 LED供电的第二供电电路，所述第二供电电路包括与所述第二 LED并联的开关器件，所述开关器件具有检测端，所述检测端电连接到所述第一供电电路的供电控制端。
2.根据权利要求1所述的模块化LED灯，其特征在于，所述第二供电电路还包括电连接在所述第二供电电路输入端的限流电阻、隔直电容和稳压二极管，所述开关器件通过二极管电连接到所述第二 LED的两端，所述检测端通过分压电阻电连接到所述供电控制端。
3.根据权利要求1所述的模块化LED灯，其特征在于，所述开关器件为N沟道场效应晶体管，所述检测端为所述N沟道场效应晶体管的栅极，所述N沟道场效应晶体管的源极和漏极分别电连接到所述第二 LED的两端。
4.根据权利要求1所述的模块化LED灯，其特征在于，所述供电控制端为辅助绕组端。
5.根据权利要求1所述的模块化LED灯，其特征在于，所述第一LED的色温为2700K?6500K，所述第二 LED的颜色与所述第一 LED的颜色不同。
6.根据权利要求1所述的模块化LED灯,其特征在于,所述第一LED的发光强度大于所述第二 LED的发光强度。
7.根据权利要求1所述的模块化LED灯，其特征在于，所述发光组件和所述驱动组件之间的连接为可拆卸连接。
8.根据权利要求7所述的模块化LED灯，其特征在于，所述可拆卸连接为卡口连接，所述发光组件的底部设置有多个插脚，所述驱动组件与所述发光组件的连接处设置有多个与所述插脚匹配的卡槽，其中， 所述多个插脚包括电连接到所述第一 LED的两个第一插脚和电连接到所述第二 LED的两个第二插脚； 所述多个卡槽包括与所述第一插脚位置对应的电连接到所述第一供电电路的输出端的两个第一卡槽和与所述第二插脚位置对应的电连接到所述第二供电电路的输出端的两个第二卡槽。
9.根据权利要求8所述的模块化LED灯，其特征在于，所述多个插脚中的一个的尺寸设置为不同于其他插脚的尺寸。
10.根据权利要求8所述的模块化LED灯，其特征在于，所述卡槽的内部或周围设置有对所述插脚与卡槽的连接进行固定的由导电材料制成的多个簧片，所述卡槽通过所述簧片实现电连接。
【文档编号】F21Y101/02GK204083906SQ201420489609
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年8月27日 优先权日:2014年8月27日
【发明者】王进, 邓江, 魏玉明, 季兆刚 申请人:松下电器产业株式会社