具有漏电流保护电路的镇流稳定器可兼容灯的制作方法

本申请要求2015年9月14日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2015-0129707号的权益，其全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本发明涉及包括漏电流保护电路的镇流稳定器可兼容灯，其包括：第一输入级，其配置成接收第一外部电力；第二输入级，其配置成接收第二外部电力；第一开关模块，其电连接至第一输入级，并且配置成根据预定条件而接通/断开；第二开关模块，其电连接至第二输入级，并且配置成根据预定条件而接通/断开；过电压保护电路，其电连接至第一开关模块和第二开关模块，并且配置成防止过电压；控制模块，其电连接至过电压保护电路，并且配置成感测并且控制第一开关模块、第二开关模块、以及过电压保护电路的状态；以及光源，其电连接至控制模块，并且配置成当电力被施加时辐射光。

背景技术：

参照图1，在荧光灯或发光二极管(LED)中使用镇流稳定器。镇流稳定器用于形成高电压的电流并且防止过大电流的流动。为此原因，市电(例如，110V或220V的电力)不直接连接至灯，而是经由镇流稳定器连接至灯。

在使用这样的镇流稳定器的镇流稳定器可兼容灯的情况下，使用常见的机械型开关(例如，接触式推动方法)来防止当用户更换或维修灯时由于漏电流造成电击。

然而，在使用镇流稳定器的灯的情况下，首先施加0.2秒的约1kV或更高的驱动电压。如果使用机械型开关的产品被长时间使用，则向机械型开关自身中的金属板持续施加高电压电力。因此，需要为开路状态的机械型开关在物理上立刻变成短路状态。因此，对于用户存在瞬时电击的危险。

此外，机械型开关具有以下问题：由于无法向机械型开关应用防水，即LED灯的最重要的问题，所以湿气可能在开关之间透过，从而可能发生缺陷。因此，已经对用于实施阻断瞬时过电压并且防止漏电流的镇流稳定器可兼容灯的各种方法进行了研究。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提供一种包括电子开关的镇流稳定器可兼容灯以防止上述瞬时电击。

本发明要实现的技术目的不限于该目的，并且可以根据下面的描述在对本领域技术人员明显的范围内包括各种技术目的。

根据本发明的一个实施方式的包括漏电流保护电路的镇流稳定器可兼容灯包括：第一输入级，其配置成接收第一外部电力；第二输入级，其配置成接收第二外部电力；第一开关模块，其电连接至第一输入级并且配置成根据预定条件而接通/断开；第二开关模块，其电连接至第二输入级并且配置成根据预定条件而接通/断开；过电压保护电路，其电连接至第一开关模块和第二开关模块，并且配置成防止过电压；控制模块，其电连接至过电压保护电路，并且配置成感测并且控制第一开关模块、第二开关模块和过电压保护电路的状态；以及光源，其电连接至控制模块并且配置成当电力被施加时辐射光。

此外，在根据本发明的一个实施方式的包括漏电流保护电路的镇流稳定器可兼容灯中，市电在镇流稳定器中被转换成预定的第一外部电力和第二外部电力，并且被输入至第一输入级或第二输入级。

此外，根据本发明的一个实施方式的包括漏电流保护电路的镇流稳定器可兼容灯还包括：第一整流电路，其配置成对从第一输入级接收的第一外部电力进行整流并且将经整流的电力施加至第一开关模块，以及第二整流电路，其配置成对从第二输入级接收的第二外部电力进行整流并且将经整流的电力施加至第二开关模块。在这种情况下，第一整流电路或第二整流电路包括桥式二极管。

此外，在根据本发明的一个实施方式的包括漏电路保护电路的镇流稳定器可兼容灯中，第一开关模块或第二开关模块包括：反向偏置二极管，其配置成在开关模块为断开状态的情况下阻断相反方向上的电流；TVS二极管，其配置成当预定电压或更大电压被施加时操作；保护电阻器，其配置成防止对TVS二极管的损坏；开关元件，其配置成根据预定条件接通/断开；以及电容器，其配置成执行噪声过滤。

在这种情况下，在根据本发明的一个实施方式的包括漏电流保护电路的镇流稳定器可兼容灯中，开关元件包括晶闸管(SCR)或FET。此外，开关元件根据施加至开关元件的电压的大小而接通/断开。此外，TVS二极管在施加至TVS二极管的电压为54V或更高时操作。

此外，在根据本发明的一个实施方式的包括漏电流保护电路的镇流稳定器可兼容灯中，第一开关模块的输出级和第二开关模块的输出级被电连接。

在根据本发明的一个实施方式的包括漏电流保护电路的镇流稳定器可兼容灯中，如果第一外部电力被正常接收并且第二外部电力为断开状态，则第一开关模块为接通状态并且第二开关模块为断开状态。

此外，在根据本发明的一个实施方式的包括漏电流保护电路的镇流稳定器可兼容灯中，如果第一外部电力为断开状态并且第二外部电力被正常接收，则第一开关模块为断开状态并且第二开关模块为接通状态。

此外，在根据本发明的一个实施方式的包括漏电流保护电路的镇流稳定器可兼容灯中，光源为LED。此外，镇流稳定器可兼容灯包括具有在一端处的第一输入级和在另一端处的第二输入级的管型灯。

此外，在根据本发明的一个实施方式的包括漏电流保护电路的镇流稳定器可兼容灯中，第一级还包括用于接收第一外部电力的第一输入电极，并且第二输入级还包括用于接收第二外部电力的第二输入电极。

附图说明

图1是示出常规镇流稳定器可兼容灯的示例性图。

图2是示出常规镇流稳定器可兼容灯的示例性图。

图3示出根据本发明的一个实施方式的包括漏电流保护电路的镇流稳定器可兼容灯的配置。

图4是示出根据本发明的一个实施方式的包括漏电流保护电路的镇流稳定器可兼容灯的示例性图。

图5A和图5B示出根据本发明的一个实施方式的包括漏电流保护电路的镇流稳定器可兼容灯的开关模块的配置。

图6是示出在过电压状态下用于阻断根据本发明的一个实施方式的包括漏电流保护电路的镇流稳定器可兼容灯的操作方法的示例性图。

具体实施方式

下文中，参照附图详细描述根据本发明的一个实施方式的“包括漏电流保护电路的镇流稳定器可兼容灯”。提供待描述的实施方式以使本领域技术人员容易理解本发明的技术精神，并且本发明不受这些实施方式的限制。此外，已经用图解的方式表达了附图中表示的含义，以容易地描述本发明的实施方式，并且这些内容可以与实际实施的绘图形式不同。

本文中要描述的元件仅是用于实施本发明的实施方式的示例。因此，在本发明的其他实施中，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以使用不同的元件。

此外，一些元件被“包括”的表述是“开放式”的表述，并且该表述简单地表明存在对应的元件，但不应被理解为排除附加的元件。

此外，诸如“第一”和“第二”的表述是仅用于将多个元件彼此区分的表述，并且不限制元件或其他特征的顺序。

此外，根据本发明的一个实施方式的“电力”可以包括可以用在常见电路中的所有类型的电能，例如“电压”、“电功率”、以及“电流”。

图1和图2是示出常规镇流稳定器可兼容灯的示例性图。

参照图1，镇流稳定器用于荧光灯或发光二极管(LED)。镇流稳定器用于形成高电压的电流以及防止过大电流的流动。为此原因，市电(例如，110V或220V的电力)不直接连接至灯，而是经由镇流稳定器连接至灯。镇流稳定器包括许多类型的镇流稳定器(例如电子型和电感型)，并且在灯的性能由镇流稳定器的性能和类型确定方面起到重要作用。

如果如图2中所示用户240更换或维修管型灯230，则他或她可能直接接触第二电极232。此时，连接至市电210的镇流稳定器220可以通过管型灯的第一电极231导电。漏电流可能流至地面GND上的用户，并且过电压可能被施加至管型灯。

因此，管型灯具有由于施加过电压而导致破裂和损坏的危险，并且用户具有电击的危险。为了避免这样的问题，管型灯还包括安全用开关。

图3示出了根据本发明的一个实施方式的包括漏电流保护电路的镇流稳定器可兼容灯的配置。

参照图3，根据本发明的一个实施方式的包括漏电流保护电路的镇流稳定器可兼容灯可包括：第一输入级310、第二输入级320、第一开关模块330、第二开关模块340、过电压保护电路350、控制模块360、以及光源370。

第一输入级310接收第一外部电力311，并且第二输入级320接收第二外部电力321。在这种情况下，市电在镇流稳定器中被转换成预定的第一外部电力和第二外部电力，并且经转换的第一外部电力和经转换的第二外部电力被输入至第一输入级和第二输入级。

镇流稳定器安装在与其连接的灯上，以供应恒定的输出值和功耗。如果安装了镇流稳定器，则具有以下优点：电流可以减小，并且连接至镇流稳定器的灯的寿命可以延长。此外，如果使用这样的镇流稳定器可兼容灯，则兼容是容易的，但是要更换灯，并且故障的可能性可以减小。在常规的荧光灯镇流稳定器中还可以使用荧光替换型LED灯。如果使用这样的镇流稳定器可兼容灯，则现有的镇流稳定器可以与灯兼容，但是要使用若干类型的镇流稳定器。

因此，根据本发明的一个实施方式的第一输入级或第二输入级不直接连接至市电(例如，220V或110V)，而是市电通过镇流稳定器转换成第一外部电力或第二外部电力，并且第一外部电力或第二外部电力被输入至第一输入级或第二输入级。因此，灯的寿命可以延长并且故障可以减少。在这种情况下，根据使用灯的位置，镇流稳定器可以被去除，并且市电可以直接输入至第一输入级或第二输入级。

第一开关模块330电连接至第一输入级310并且根据预定条件接通/断开。此外，第二开关模块340电连接至第二输入级320并且根据预定条件接通/断开。

第一开关模块和第二开关模块中的每个响应于从第一输入级和第二输入级中的每个接收到的电力的状态而使内置在其中的开关元件导通/关断，从而能够防止电击以及施加过电压的危险。

参照图4、图5A、以及图5B，第一开关模块和第二开关模块可以分别包括反向偏置二极管331和341、TVS二极管332和342、保护电阻器333和343、开关元件334和344、以及电容器335和345。

当开关模块在断开状态中时，反向偏置二极管331和341中的每个阻断相反方向上的电流。例如，如果至第一输入级的输入正常并且至第二输入级的输入为断开状态，则第二开关模块340的状态变成断开状态。然而，由于第一开关模块的状态为接通状态，所以存在以下可能性：来自过电压保护电路或控制模块的相反方向上的电流可能变成对第一输入级的反向偏置。因此，可以通过适当地定位元件(例如，反向偏置二极管331和341)而借助反向偏置二极管来实现更稳定的灯。

TVS二极管332和342响应于预定电压或更大电压而操作。在这种情况下，TVS二极管可以在向其施加的电压为54V或更高时操作。这样的TVS二极管是被设计成保护对高电压瞬态灵敏的电子器件的电子部件，并且可以更快速地响应于过电压。此外，TVS二极管具有比正常二极管更大的截面，并且通过将电压限制在特定水平来操作。通常，TVS二极管与静电放电或数据线相关联，并且可以用于防止电感负载切换引起的雷击和极大压力。

此外，TVS二极管用于保护电路免于静电放电或电感负载切换或电感放电中产生的电过度状态。在TVS中，当电压以使电路不损坏的程度被引入时，损坏电路的电压的大小被减小。此外，当产生过大现象时，TVS立刻基于钳位电压对电压进行钳制。

保护电阻器333和343串联连接至TVS二极管332和342，并且防止对TVS二极管的损坏。当电力被输入至第一输入级或第二输入级时，瞬时尖峰电流可能流动。保护电阻器可以保护TVS二极管。

开关元件334和344中的每个可以根据预定条件而接通/断开。在这种情况下，开关元件响应于向其施加的电压的大小而接通/断开。参照图6详细描述开关元件的操作。

此外，开关元件是晶闸管(SCR)或FET，并且可以使用可以用作电开关元件的所有半导体器件来实现。

参照图5A，根据本发明的一个实施方式的包括漏电流保护电路的镇流稳定器可兼容灯可以使用晶闸管(SCR)来实施。晶闸管SRC是4层半导体器件并且也被称为硅控整流器。这样的晶闸管是一种类型的整流器。在晶闸管中，来自晶闸管的栅极的栅极电流流到晶闸管的阴极中并且由此在阳极与阴极之间传导。当恒定电流穿过栅极时，晶闸管具有阳极和阴极传导(即，开关接通)的性质。当阳极与阴极之间的电流变成特定值或更小值时，阳极和阴极停止(即，断开)。因此，晶闸管可以作为非接触的接通/断开开关操作。

在这样的晶闸管中，对高电压和高电流的控制是容易的，控制增益是高的，并且接通状态可以保持，但是栅极信号不存在。此外，晶闸管具有以下优点：其由于寿命为非永久性的所以具有高的可靠性，其非常抗浪涌电压和电流，并且其由于小尺寸和轻重量而非常容易安装在器件或单元上。

此外，在图5A的情况下，镇流稳定器可兼容灯的第一开关模块或第二开关模块可以包括晶闸管或多个电阻器。如果第一开关模块或第二开关模块由多个电阻器形成，则来自第一输入级的输入电力根据电阻值而仅用于电压分配或电流分配。然而，在本发明的一个实施方式中，如果开关模块配置成使用串联连接的电阻器和二极管以及电容器，则开关模块以特定电压或更大电压直接操作，甚至不用另外的电压分配亦如此。此外，具有以下优点：二极管可以有效地得到保护并且信号噪声可以被消除。

参照图5B，根据本发明的一个实施方式的包括漏电流保护电路的镇流稳定器可兼容灯可以使用场效应晶体管(FET)来实施。FET具有非常高的输入阻抗并且响应于电压被驱动。在FET的漏极与源极之间流动的电流响应于施加至栅极的电压而极大地变化。因此，FET也可以用作为接通/断开开关，这是因为FET的接通/断开状态可以响应于施加至栅极的电压而极大地变化。

电容器335和345可以执行噪声过滤。电容器可以被定位以消除包括在从第一输入电力或第二输入电力接收的电力中的噪声。可以使用具有并联连接的电容器和电阻器的RC滤波器。

过电压保护电路350电连接至第一开关模块330和第二开关模块340，并且防止过电压。在这种情况下，过电压保护电路350也可以用作为镇流稳定器可兼容电路。其原因在于镇流稳定器的类型各种各样并且由此每个镇流稳定器可以具有不同的性能，所以如果连接了不同的镇流稳定器，则可能施加过电压。因此，过电压保护电路350用于防止过电压并且保护电路。

此外，第一开关模块330的输出级和第二开关模块340的输出级电连接。因此，第一开关模块和第二开关模块在各自的输入端子(例如，第一输入级310和第二输入级320)中分立地操作，并且接着在过电压保护电路350中电连接。因此，单个控制模块360可以控制两侧的输入级和开关模块。

控制模块360电连接至过电压保护电路350，并且感测并且控制第一开关模块330、第二开关模块340、以及过电压保护电路350的状态。

光源370电连接至控制模块360，并且当向其施加电力时辐射光。在这种情况下，光源为LED。

根据本发明的一个实施方式的包括漏电流保护电路的镇流稳定器可兼容灯还可以包括第一整流电路380或第二整流电路390。第一整流电路380对从第一输入级310接收的第一外部电力进行整流，并且将经整流的电力施加至第一开关模块330。第二整流电路390对从第二输入级320接收的第二外部电力进行整流，并且将经整流的电力施加至第二开关模块340。在这种情况下，第一整流电路或第二整流电路为桥式二极管。

此外，根据本发明的一个实施方式的包括漏电路保护电路的镇流稳定器可兼容灯是具有在一端处的第一输入级310和在另一端处的第二输入级320的管型灯。此外，第一输入级310还包括用于接收第一外部电力311的第一输入电极，并且第二输入级还包括用于接收第二外部电力321的第二输入电极。

图6是示出在过电压状态下用于阻断根据本发明的一个实施方式的包括漏电流保护电路的镇流稳定器可兼容灯的操作方法的示例性图。

在根据本发明的一个实施方式的包括漏电流保护电路的镇流稳定器可兼容灯中，当第一外部电力被正常接收并且第二外部电力为断开状态时，第一开关模块为接通状态并且第二开关模块为断开状态。此外，当第一外部电力为断开状态并且第二外部电力被正常接收时，第一开关模块为断开状态并且第二开关模块为接通状态。

在这种情况下，第一外部电力或第二外部电力被正常接收的状态指以下状态：第一外部电力或第二外部电力接触镇流稳定器并且被接收。第一外部电力或第二外部电力为断开状态的状态指以下状态：在第一外部电力或第二外部电力没有接触镇流稳定器的状态下其还没有被接收。

参照图6，在本发明的一个实施方式中，第一输入级是其中其已经连接至第一外部电力的状态，并且第二输入级是其中其还没有连接至第二外部电力的断开状态。当施加第一外部电力时，第一外部电力流过第一整流电路，并且由此第一开关模块变成接通状态。然而，第二开关模块保持断开状态，这是因为没有施加外部电力，并且第二开关模块被阻断，使得漏电流不流至位于第二输入级320上的用户。类似地，第二输入级为其中其已经连接至第二外部电力的状态。虽然用户触摸第一输入级，但是第一开关模块被阻断，这是因为其切换至断开状态。

本发明的一个实施方式提供了包括电子开关的镇流稳定器可兼容灯，以防止瞬时电击。因此，可以保护消费者免于诸如坠落和雷击故障的事故。

此外，如果使用常规的机械型开关，则可能发生模具和组装故障，并且由此用于替换模具的另外的成本可能被浪费。然而，根据本发明的一个实施方式的包括漏电流保护电路的镇流稳定器可兼容灯由于使用电子开关而没有诸如单独的模具故障的问题。

此外，根据本发明的一个实施方式的包括漏电流保护电路的镇流稳定器可兼容灯可以设置在具有很大湿度的区域中(例如，室外)，这是因为其能够进行防水处理。因此，可以提高服务公司的安装自由度。

此外，在根据本发明的一个实施方式的包括漏电流保护电路的镇流稳定器可兼容灯中，开关模块安装在管型灯的两侧上。因此，即使触碰了任何级，但是由于开关模块进入断开状态，所以亦可以有效防止电击的危险。

已经公开了本发明的上述实施方式用于说明目的，并且本发明不受这些实施方式限制。此外，本发明所属技术人员可以在本发明的精神和范围内以各种方式修改和改变本发明，并且这样的修改和改变应被解释为属于本发明的范围。