一种改进型led日光灯管的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种LED照明装置，尤其涉及一种改进型LED日光灯管。
【背景技术】
[0002]LED是由超导发光晶体产生超高强度的灯光，它发出的热量很少，由于其节能，工作电压低，寿命长，环保，高光效等性能，现在LED已被全球公认为新一代的环保型高科技光源。
[0003]由于LED的理想工作方式是采用恒流驱动，而现在的市电是正弦交流电，所以必须对电源进行转换。而普通的转换电源寿命远远短于LED的寿命，从而制约了 LED照明装置的实际使用年限。
[0004]一种已公开的交流电直接驱动LED技术，多采用阻容降压的方法。这种方法结构简单，但是输出效率低，而且元器件如果选择不当，非但不能降压，还会造成电路的损坏。最新改进的恒流技术:首先整流，然后多颗LED组件(可以包含与之串联的限流器件，如恒流二极管)按照匹配的管压降串联在整流单元后，在串联的LED组件中间适当的加入开关，通过分段点亮的方式提高电源的利用率。经过大量实验发现，LED分段的比例对电源的利用率影响相当大。
[0005]在LED灯具结构方面，“集成、小型化”一直为人们所追求。LED日光灯管也不例外。但是由于受灯管本身结构限制，市面上的日光灯管一般是将驱动装置设置在灯管两端或者通过改变灯管长度使驱动装置与照明部分集成在一起，该两种方法体积大，成本高。面对这一技术问题，有较多专利提出:将LED灯珠线路板与驱动板集成在一块线路板上，如中国专利CN 102748625 A。该方法虽然简化了产品结构实现了产品集成化，成本也有所降低。但是，将LED灯珠线路与驱动装置线路集成在一块基板上无疑增加了线路的复杂程度，一旦照明部分和驱动部分任意一者电路出现问题便直接影响另一电路正常工作。而且，照明部分和驱动部分的工作寿命不均等，不利于产品构件的单独更换，造成资源浪费。现有技术中将铝型材制成灯壳，使其既作为灯管组成构件又可以起到散热作用。虽然铝制灯壳省去了散热器，但是因灯管壳体采用铝合金拉伸而成，尽管表面进行阳极氧化处理，但金属部分仍会因表面划伤而暴露在灯具表面，又因灯管采用非隔离高压(50V?80V输出)驱动内置与灯管铝合金壳体内，所以灯具外表面极易带电，容易产生触电危险。
【实用新型内容】
[0006]针对以上现有技术之不足，本实用新型的目的在于通过对多个LED单元芯片数量比例的大量实验和研究，找出当采取分段点亮LED时LED芯片数量的最优比例方案，以及通过对LED灯管和其组成构件结构的改进，提供一种能够降低输入电流的谐波，提高功率因数、光效和驱动电路利用率，并能降低成本，安全、集成、小型化的改进型LED日光灯管。
[0007]本实用新型的一种改进型LED日光灯管，其包括:管壳，LED光源模组，包括多个LED单元，以套接方式设置在所述管壳两端的灯座，设置在所述灯座上的插针，其特征在于，所述日光灯管还包括其侧面与所述管壳内壁形状配合的板条状散热器，并且所述散热器与所述管壳构成的腔体内设有用于控制所述LED光源模组分段点亮的驱动装置，所述LED光源模组固定在所述散热器上，并且按照电流流向，所述LED光源模组的多个LED单元的LED芯片数量呈递减排列。
[0008]根据一个优选实施方式，所述管壳内壁有径向凸出的用以定位或止挡所述散热器的定位卡，所述散热器形成有用于容纳所述LED光源模组的卡槽，从而所述LED光源模组以抽插方式固定至所述散热器，并且所述散热器设有用于固定所述灯座的安装孔。
[0009]根据一个优选实施方式，所述驱动装置套设在由塑料制成的绝缘套管内，从而所述驱动装置以过盈配合方式固定至所述管壳内，并且所述绝缘套管具有与所述管壳内壁和所述散热器底面保持匹配的外部轮廓，使得在安装状态下所述绝缘套管以形状配合的方式与所述管壳内壁和所述散热器底面紧密贴合。
[0010]根据一个优选实施方式，所述驱动装置包括整流模块、控制模块、恒流模块、照明模块和储能模块，其中，由多个LED单元构成的所述照明模块设置在所述LED光源模组上，所述整流模块的输出端分别连接所述控制模块、所述照明模块和所述储能模块，并且所述恒流模块设置在所述控制模块和所述照明模块之间。
[0011]根据一个优选实施方式，所述照明模块包括第一 LED单元、第二 LED单元和第三LED单元，所述第一 LED单元、所述第二 LED单元和所述第三LED单元的LED芯片的数量比为5:4: 3，并且在所述LED光源模组的启动阶段，所述驱动装置按照所述第一 LED单元、所述第二 LED单元和所述第三LED单元的顺序点亮所述LED光源模组。
[0012]根据一个优选实施方式，所述恒流模块包括若干个恒流单元，每个恒流单元分别包括一个晶体管和一个反馈电阻，在每个恒流单元中，其晶体管的漏极连接对应的LED单元的输出端，其晶体管的栅极连接所述控制模块，其晶体管的源极经由其反馈电阻连接至下一恒流单元的晶体管的源极。
[0013]根据一个优选实施方式，所述整流模块包括由四个二极管构成的第一整流臂和第二整流臂，所述四个二极管中的第一二极管和第三二极管串联构成所述第一整流臂，所述四个二极管中的第二二极管和第四二极管串联构成所述第二整流臂。
[0014]根据一个优选实施方式，其特征在于，所述控制模块包括参考电压电路和控制电路，所述参考电压电路和所述控制电路连接在所述整流模块的输出正端和输出负端之间，其中，所述参考电压电路包括第一电阻和可控稳压源TL431，所述可控稳压源TL431的负端经由所述第一电阻连接所述整流模块的输出正端，所述可控稳压源TL431的负端还分别连接每个恒流单元的晶体管的栅极，所述可控稳压源TL431的正端连接所述整流模块的输出负端，所述控制电路包括第二电阻和桥式推挽电路，其中，所述第二电阻的一端连接所述整流模块的输出正端，所述第二电阻的另一端连接所述桥式推挽电路。
[0015]根据一个优选实施方式，所述桥式推挽电路包括四个三极管和第三电阻，其中，第一三极管的基极和第二三极管的基极共同连接至所述可控稳压源TL431的参考端，所述第一三极管的集电极和第三三极管的集电极共同连接至所述第二电阻，所述第三三极管的基极和第四三极管的基极共同连接至所述恒流单元，所述第一三极管的发射极和所述第二三极管的发射极共同连接至所述第三电阻的一端，所述第三三极管的发射极和所述第四三极管的发射极共同连接至所述第三电阻的另一端，所述第二三极管的集电极和所述第四三极管的集电极共同连接至所述整流模块的输出负端。
[0016]根据一个优选实施方式，所述储能模块包括电容，所述电容的一端连接所述整流模块的输出正端和所述照明模块的输入端，所述电容的另一端连接所述照明模块的输出端。
[0017]本实用新型的改进型LED日光灯管从产品结构和驱动装置上进行了改进。通过合理的结构设计将驱动装置内置灯管内，既实现了集成化又保证了产品的其他工艺性能，如散热、安全、结构简单、产品装配和更换方便等，实用性强。并且，在现有改进的恒流技术之上采用分段点亮方式，并对LED分段的比例进行优选，从而大幅度提高了 LED模组的利用率，降低了输入电流的谐波，提高了功率因数和LED日光灯管的光效。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型改进型LED日光灯管的剖视图；
[0019]图2是本实用新型改进型LED日光灯管的截面图；
[0020]图3是交流电直接驱动LED电路的原理图；
[0021]图4是本实用新型改进型LED日光灯管的驱动电路图；
[0022]图5是整流单元输出的单向正弦脉动直流电压波形示意图；
[0023]图6是整流单元输出的单向正弦脉动直流电压整流后的电压波形图；
[0024]图7是递减方案得到的输入端电流波形示意图；和
[0025]图8是本实用新型改进型LED日光灯管内部LED模组排布图。
[0026]附图标记列表
[0027]1:改进型LED日光灯管3:灯座4:管壳
[0028]5:LED光源模组7:散热器8:驱动装置
[0029]9:插针111:定位卡112:卡槽
[0030]113:安装孔114:绝缘套管10:整流模块[0031 ]20:控制模块 30:恒流模块 40:照明模块
[0032]50:储能模块101:第一二极管 102:第二二极管
[0033]103:第三二极管201:第一电阻202:第二电阻
[0034]203:第三电阻401:第一 LED单元 402:第二 LED单元
[0035]403:第三 LED 单元
【具体实施方式】
[0036]下面结合附图具体说明本实用新型。
[0037]参见图1，本实用新型包括管壳4、LED光源模组5、灯座3和设