LED直管灯的制作方法

文档序号:18501976发布日期:2019-08-23 22:50阅读:338来源:国知局
LED直管灯的制作方法

技术领域

本实用新型涉及照明装置领域,具体涉及一种LED(light-emitting diode)直管灯及其构件包含光源、电子构件以及灯头。



背景技术:

LED照明技术正快速发展而取代了传统的白炽灯及荧光灯。相较于充填有惰性气体及水银的荧光灯而言,LED直管灯无须充填水银。因此,在各种由像是传统荧光灯泡及灯管等照明选项所主宰的家用或工作场所用的照明系统中,LED直管灯无意外地逐渐成为人们高度期待的照明选项。LED直管灯的优点包含提升的耐用性及较长的寿命以及较低耗能。因此,考虑所有因素后,LED直管灯将会是可节省成本的照明选项。

已知LED直管灯一般包括灯管、设于灯管内且带有光源的电路板,以及设于灯管两端的灯头,灯头内设有电源,来自电源的电气通过电路板传递至光源。

现有的LED直管灯的电路设计,对于符合相关的认证规范以及与现有的荧光灯使用电子镇流器的驱动架构的兼容性之间,并未能提供适当的解决方案。

市售常见的电子镇流器主要可分成瞬时启动型(Instant Start)电子镇流器、程序启动型(Program Start)电子镇流器两种。电子镇流器具有谐振电路,其驱动设计与荧光灯的负载特性匹配,即电子镇流器在荧光灯在点亮前为电容性构件,而点亮后为电阻性构件,提供对应的启动程序,而使荧光灯可以正确的点亮。而LED为非线性构件,与荧光灯的特性全然不同。因此,LED直管灯会影响电子镇流器的谐振设计,而造成兼容性问题。一般而言,程序启动型电子镇流器会侦测荧光灯中灯丝的存在,而传统的LED驱动电路无法支持而造成侦测失败而无法启动。举例来说,灯管驱动电路的内部构件自灯管驱动电路中转换的输出取电,以维持启动后的操作。此时,输出电压无法正常上升到启动之初所需的准位而导致灯管驱动电路的启动失败,或灯管驱动电路的谐振电路的Q值因LED灯的负载的加入而改变而无法顺利启动。另外,电子镇流器等效上为电流源,作为LED直管灯的直流转直流转换器的电源时,容易造成过流过压或者欠流欠压,因而导致电子构件损坏或LED直管灯无法稳定提供照明。

再来,LED驱动所用的驱动讯号为直流讯号,然而荧光灯的驱动讯号为市电的低频、低压交流讯号或电子镇流器的高频、高压交流讯号,甚至应用于紧急照明时,紧急照明的电池为直流讯号。由于不同驱动讯号间的电压、频率范围落差大,简单进行整流来产生LED直管灯中所需的直流驱动讯号不能实现LED直管灯与传统荧光灯的驱动系统的兼容性。

有鉴于上述问题,以下提出本实用新型及其实施例。



技术实现要素:

有鉴于此,本实用新型提供一种LED灯,其具有镇流兼容电路,能够使LED灯直接应用于现有的荧光灯灯座。

为实现上述目的,根据本实用新型的一个方面,提供了一种LED 灯。

本实用新型的这种LED灯,端部的接脚用于接收外部驱动讯号,且所述LED灯包含整流电路、滤波电路、双向可控硅、双向触发二极管、电容、以及用于发光的LED模块(630),其中:所述滤波电路(520) 耦接所述LED模块;所述双向可控硅耦接所述整流电路与所述LED模块,且具有第一端、第二端以及控制端,所述第一端耦接所述整流电路,所述第二端与所述电容的第二端耦接,所述控制端与所述双向触发二极管的第一端耦接;所述双向触发二极管的第二端与所述电容的第一端耦接;所述电容的第二端耦接所述LED模块;所述双向可控硅及双向触发二极管用于:当所述外部驱动讯号被输入所述接腳起,在所述双向触发二极管的二端之间电压升高到超过所述双向触发二极管的阈值时所述双向触发二极管导通;且所述双向触发二极管在导通状态下触发所述双向可控硅,使所述双向可控硅的第一端与第二端之间导通。

可选地,所述LED灯包含镇流兼容电路(1510);所述双向可控硅、双向触发二极管、以及电容设置在所述镇流兼容电路中,所述镇流兼容电路用于使所述LED灯从所述外部驱动讯号被输入所述接脚起延迟导通;所述镇流兼容电路置于所述整流电路与所述滤波电路之间。

可选地,所述滤波电路包含至少一个电容,该电容与所述LED模块并联。

可选地,所述LED灯包含镇流兼容电路(1510);所述双向可控硅、双向触发二极管、以及电容设置在所述镇流兼容电路中,所述镇流兼容电路用于使所述LED灯从所述外部驱动讯号被输入所述接脚起延迟导通;所述镇流兼容电路耦接于所述LED灯的接脚与所述整流电路之间;或者,所述镇流兼容电路置于所述整流电路之内。

可选地,所述LED灯包含保护电路(660);所述双向可控硅、双向触发二极管、以及电容设置在所述保护电路(660)中,所述保护电路(660) 用于为所述LED模块提供过压或过流保护;所述保护电路(660)耦接于所述整流电路与所述LED模块之间。

可选地,所述LED灯包含镇流侦测电路(1590/1690);所述双向可控硅、双向触发二极管、以及电容设置在所述镇流侦测电路(1590/1690) 中,所述镇流侦测电路(1590/1690)用于侦测所述外部驱动讯号、以判断所述外部驱动讯号是否为镇流器所提供;所述镇流侦测电路 (1590/1690)置于所述整流电路与所述滤波电路之间,或者耦接于所述 LED灯的接脚与所述整流电路之间。

可选地,所述双向可控硅两端并联有电阻。

可选地,所述双向可控硅、双向触发二极管、以及电容用于当所述外部驱动讯号被输入所述接脚起,来自所述外部驱动讯号的电流对所述电容充电,直到所述电容的电压升高以至于触发所述双向触发二极管导通,从而使所述双向触发二极管在导通状态下触发所述双向可控硅。

可选地,所述LED灯包含电阻,所述电阻(671/1620/1622)的两端分别耦接于所述双向可控硅的第一端以及所述双向触发二极管的第二端,以允许来自所述外部驱动讯号的电流经过所述电阻以及所述电容。

可选地,所述LED灯包含二极管(1612/672),所述二极管与所述电阻串联,且所述二极管的正极耦接所述双向可控硅的第一端,以允许来自所述外部驱动讯号的电流经过所述二极管以及所述电阻。

可选地,所述双向可控硅与所述LED模块串联连接。

可选地,所述LED灯包含电阻(1613)、二极管(1612)、电阻 (1620/1622),所述电阻(1613)的两端分别耦接于所述双向可控硅(1614) 的第一端以及第二端;所述二极管(1612)、电阻(1620/1622)以及电容 (1619)串联于所述双向可控硅(1614)的第一端以及第二端之间。

可选地,所述LED灯包含电阻(1613);所述触发电路包含二极管 (1612)、电阻(1620/1622)、以及电容(1619);所述电阻(1613)的两端分别耦接于所述双向可控硅(1614)的第一端以及第二端;所述二极管(1612)、电阻(1620/1622)以及电容(1619)串联于所述双向可控硅(1614)的第一端以及第二端之间。

可选地,所述元件是双向触发二极管(1614)。

可选地,所述电阻(1613)的阻值大,以至于在所述双向可控硅截止时,所述电阻(1613)的两端之间接近或等效上为开路。

可选地,所述镇流兼容电路(1610)包含第一电阻(1613)、第四电阻(1620)及第五电阻(1622)、所述双向可控硅(1614)、所述双向触发二极管(1617)、所述电容(1619)、镇流兼容输入端(1611) 及镇流兼容输出端(1621);所述双向可控硅(1614)耦接于镇流兼容输入端(1611)及镇流兼容输出端(1621)之间,第一电阻(1613) 也耦接于镇流兼容输入端(1611)及镇流兼容输出端(1621)之间而与所述双向可控硅(1614)并联;第四电阻(1620)、第五电阻(1622) 及所述电容(1619)依序串联于镇流兼容输入端(1611)及镇流兼容输出端(1621)之间,而与所述双向可控硅(1614)并联;所述双向可控硅(1614)的控制端与所述双向触发二极管(1617)的一端相连,所述双向触发二极管(1617)的另一端与第三电阻(1618)的一端相连,第三电阻(1618)的另一端耦接所述电容(1619)及第五电阻(1622) 的连接端;第二电阻(1615)耦接于所述双向可控硅(1614)的控制端及第一电阻(1613)与所述电容(1619)的连接端之间。

可选地,所述镇流兼容电路还包含第一二极管(1612),所述第一二极管(1612)正极与镇流兼容输入端(1611)连接,负极与第四电阻(1620)连接。

可选地,所述第五电阻(1622)两端并联有第二电容(1623)。

可选地,所述镇流兼容电路(1710)包含所述双向可控硅(1712)、所述双向触发二极管(1713)、第七电阻(1716)及第八电阻(1717)、第三电容(1715)、镇流兼容输入端(1711)、及镇流兼容输出端(1721);所述双向可控硅(1712)的第一端耦接镇流兼容输入端(1711),控制端耦接所述双向触发二极管(1713)的一端及第六电阻(1714)的一端,而第二端耦接第六电阻(1714)的另一端;所述电容(1715) 的一端耦接所述双向触发二极管(1713)的另一端,另一端耦接所述双向可控硅(1712)的第二端;第八电阻(1717)与所述电容(1715) 两端并联,第七电阻(1716)的一端耦接所述双向触发二极管(1713) 与所述电容(1715)的连接点,另一端耦接镇流兼容输出端(1721)。

可选地,所述保护电路包含所述电容(663)、钳压电路以及分压电路;所述钳压电路包含所述双向可控硅(661)及所述双向触发二极管(662);所述分压电路包含第一双载子接面晶体管(667)及第二双载子接面晶体管(668)、第九电阻(665)、第十电阻(666)、第十一电阻(664)、以及第十二电阻(671);所述双向可控硅(661) 的第一端耦接所述LED灯的第一滤波输出端(521),第二端耦接所述 LED灯的第二滤波输出端(522),而控制端耦接所述双向触发二极管 (662)的第一端;所述双向触发二极管(662)的第二端耦接所述电容(663)的一端,所述电容(663)的另一端耦接第二滤波输出端(522);第十一电阻(664)的一端耦接所述双向触发二极管(662)的第二端,另一端耦接第二滤波输出端(522),而与所述电容(663)并联;第九电阻(665)的一端耦接所述双向触发二极管(662)的第二端,另一端耦接第一双载子接面晶体管(667)的集极;第一双载子接面晶体管(667)的射极耦接第二滤波输出端(522);第十电阻(666)的一端耦接所述双向触发二极管(662)的第二端,另一端耦接第二双载子接面晶体管(668)的集极以及第一双载子接面晶体管(667)的基极;第二双载子接面晶体管(668)的射极耦接第二滤波输出端(522);第十二电阻(671)的一端耦接所述双向触发二极管(662)的第二端,另一端耦接第一滤波输出端(521)。

可选地,还包括第十三电阻(669)和第五电容(670),其中:第十三电阻(669)的一端耦接第二双载子接面晶体管(668)的基极,另一端耦接第五电容(670)的一端;第五电容(670)的另一端耦接第二滤波输出端(522)。

可选地,还包括第二二极管(672),所述第二二极管(672)的正极与第一滤波输出端(521)连接,负极与第十二电阻(671)连接。

可选地,所述镇流侦测电路(1590/1690)包含侦测电路和切换电路,所述侦测电路包含所述双向触发二极管(1691)、第十三电阻(1692)、以及所述电容(1693);所述切换电路包含所述双向可控硅(1699) 和电感(1694);所述双向可控硅(1699)第一端与所述切换电路的第一切换端(1591)耦接,第二端与电感(1694)第一端耦接,电感 (1694)第二端与所述切换电路的第二切换端(1592)耦接;第十三电阻(1692)第一端与所述切换电路的第一切换端(1591)耦接,第二端与所述电容(1693)第一端耦接,所述电容(1693)第二端与所述切换电路的第二切换端(1592)耦接;所述双向触发二极管(1691) 第一端与所述双向可控硅(1699)的控制端耦接,第二端与所述电容 (1693)第一端耦接。

可选地,还包括第八电容(1698),耦接于所述切换电路的第一切换端(1591)与第二切换端(1592)之间。

可选地,所述LED灯包含电阻,所述电阻(671/1620/1622)的两端分别耦接于所述双向可控硅的第一端以及所述双向触发二极管的第二端,以允许来自所述外部驱动讯号的电流经过所述电阻以及所述电容。

可选地,所述LED灯包含二极管(1612/672),所述二极管与所述电阻串联,且所述二极管的正极耦接所述双向可控硅的第一端,以允许来自所述外部驱动讯号的电流经过所述二极管以及所述电阻。

根据本实用新型的另一方面,提供了另一种LED灯。

本实用新型的这种LED灯,端部的接脚用于接收外部驱动讯号,且所述LED灯包含整流电路、滤波电路、双向可控硅、触发电路以及用于发光的LED模块(630),其中:所述滤波电路(520)耦接所述LED 模块;所述双向可控硅具有第一端、第二端以及控制端,所述第一端耦接所述整流电路及所述触发电路,所述第二端耦接所述LED模块及所述触发电路,所述控制端耦接所述触发电路;所述双向可控硅及触发电路被配置成:当所述外部驱动讯号被输入所述接脚起,所述双向可控硅的第一端与第二端之间电压升高以至于导通所述触发电路中与所述双向可控硅的控制端连接的一元件;且所述元件在导通时的电流通过所述控制端触发所述双向可控硅,使所述双向可控硅的第一端与第二端之间导通。

可选地,所述双向可控硅两端并联有电阻。

可选地,所述LED灯包含防闪烁电路(550),所述防闪烁电路(550) 与所述LED模块(630)并联且包含所述电阻。

可选地,所述双向可控硅与所述LED模块串联连接。

可选地,所述双向可控硅、双向触发二极管、以及电容用于当所述外部驱动讯号被输入所述接脚起,来自所述外部驱动讯号的电流对所述电容充电,直到所述电容的电压升高以至于触发所述双向触发二极管导通,从而使所述双向触发二极管在导通状态下触发所述双向可控硅。

可选地,所述LED灯包含电阻,所述电阻(671/1620/1622)的两端分别耦接于所述双向可控硅的第一端以及所述双向触发二极管的第二端,以允许来自所述外部驱动讯号的电流经过所述电阻以及所述电容。

可选地,所述LED灯包含二极管(1612/672),所述二极管与所述电阻串联,且所述二极管的正极耦接所述双向可控硅的第一端,以允许来自所述外部驱动讯号的电流经过所述二极管以及所述电阻。

可选地,所述LED灯包含电阻(1613)、二极管(1612)、电阻 (1620/1622),所述电阻(1613)的两端分别耦接于所述双向可控硅(1614) 的第一端以及第二端;所述二极管(1612)、电阻(1620/1622)以及电容 (1619)串联于所述双向可控硅(1614)的第一端以及第二端之间。

可选地,所述LED灯包含电阻(1613);所述触发电路包含二极管 (1612)、电阻(1620/1622)、以及电容(1619);所述电阻(1613)的两端分别耦接于所述双向可控硅(1614)的第一端以及第二端;所述二极管 (1612)、电阻(1620/1622)以及电容(1619)串联于所述双向可控硅(1614) 的第一端以及第二端之间。

可选地,所述元件是双向触发二极管(1614)。

可选地,所述电阻(1613)的阻值大,以至于在所述双向可控硅截止时,所述电阻(1613)的两端之间接近或等效上为开路。

根据本实用新型的技术方案,镇流兼容电路在LED灯启动之初,将呈现开路状态,使交流驱动讯号的能量无法输入至LED模块。在作为外部驱动讯号的交流驱动讯号输入到LED直管灯后经过设定的延迟时间后,镇流兼容电路从延迟期间的切断状态切换到导通状态,使交流驱动讯号的能量开始输入至LED灯模块。借由镇流兼容电路的延迟功能,LED灯的操作模拟了荧光灯的启动特性,即驱动电源启动后一段延迟时间后内部气体才正常放电而发光。因此,镇流兼容电路进一步改善了LED灯对电子镇流器等灯管驱动电路的兼容性。具有灯丝侦测的灯管驱动电路于启动之初,会侦测灯管的灯丝是否正常而未发生短路或开路的异常情况。当判断灯丝发生异常时,灯管驱动电路会停止而进入保护状态。为避免由于LED直管灯不具有灯丝使得灯管驱动电路判断LED灯异常,灯丝仿真电路可以仿真荧光管的实际灯丝的操作,而使灯管驱动电路正常启动驱动LED灯发光。

本实用新型的其他有益效果和优点以及非常规的可选实现方式将结合具体实施方式加以说明。

附图说明

附图用于更好地理解本实用新型,不构成对本实用新型的不当限定。其中:

图1是一立体图,显示本实用新型一实施例的LED直管灯;

图2是一立体分解图,显示图1的LED直管灯;

图3A为根据本实用新型一些实施例的LED模块的示意图;

图3B为根据本实用新型一些实施例的LED模块的示意图;

图3C为根据本实用新型一些实施例的LED模块的电路布局的平面图;

图3D为根据本实用新型一些实施例的LED模块的电路布局的平面图;

图3E为根据本实用新型一些实施例的LED模块的电路布局的平面图;

图4A为根据本实用新型一些实施例的LED灯的示例性电源模组的方块图;

图4B为根据本实用新型一些实施例的驱动电路的方块图;

图4C为根据本实用新型一些实施例的驱动电路的示意图;

图4D为根据本实用新型一些实施例的驱动电路的示意图;

图4E为根据本实用新型一些实施例的驱动电路的示意图;

图4F为根据本实用新型一些实施例的驱动电路的示意图;

图4G为根据本实用新型一些实施例的驱动电路的方块图;

图4H为根据本实用新型一实施例的电压Vin与电流Iout之间的关系示意图;图5A为根据本实用新型一些实施例的LED灯的示例性电源模组的方块图;

图5B为根据本实用新型一实施例的防闪烁电路的示意图;

图6A为根据本实用新型一些实施例的LED灯的示例性电源模组的方块图;

图6B为根据本实用新型一实施例的保护电路的示意图;

图7A为根据本实用新型一些实施例的LED灯的示例性电源模组的方块图;

图7B为根据本实用新型一些实施例的LED灯的示例性电源模组的方块图;

图7C为根据本实用新型实施例的镇流兼容电路的配置;

图7D为根据本实用新型一些实施例的LED灯的示例性电源模组的方块图;

图7E为根据本实用新型一些实施例的LED灯的示例性电源模组的方块图;

图7F为根据本实用新型一些实施例的镇流兼容电路的示意图;

图7G为根据本实用新型一些实施例的LED直管灯的示例性电源模组的方块图;

图7H为根据本实用新型一些实施例的镇流兼容电路的示意图;

图7I为根据本实用新型一些实施例的镇流兼容电路的示意图;

图8A为根据本实用新型一些实施例的LED直管灯的示例性电源模组的方块图;

图8B为根据本实用新型一些实施例的灯丝仿真电路的示意图;

图8C为根据本实用新型一些实施例的灯丝仿真电路的方块示意图;

图8D为根据本实用新型一些实施例的灯丝仿真电路的方块示意图;

图8E为根据本实用新型一些实施例的灯丝仿真电路的示意图;

图8F为根据本实用新型一些实施例的灯丝仿真电路的方块示意图;

图9A为根据本实用新型一些实施例的LED直管灯的示例性电源模组的方块图;

图9B为根据本实用新型一些实施例的LED直管灯的示例性电源模组的方块图;

图9C为根据本实用新型一些实施例的镇流侦测电路的方块图;

图9D为根据本实用新型一些实施例的镇流侦测电路的示意图;

图9E为根据本实用新型一些实施例的镇流侦测电路的示意图;

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的示范性实施方式做出说明,其中包括本实用新型实施方式的各种细节以助于理解,应当将它们认为仅仅是示范性的。因此,本领域普通技术人员应当认识到,可以对这里描述的实施方式做出各种改变和修改,而不会背离本实用新型的范围和精神。同样,为了清楚和简明,以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

本公开提供了一种新的LED直管灯。将参照附图在下面的实施例中描述本公开。本文中所呈现的本实用新型的各种实施例的下列描述仅用于图示和示例的目的,而不是旨在排他性的或限于所公开的确切形式。这些示例实施例仅仅是示例,并且不需要本文提供的细节的许多实施方式和变化是可能的。还应强调的是,本公开提供了替代示例的细节,但是这些替代的陈列不是排他性的。而且,各种示例之间的任何细节的一致应被理解为需要这样的细节,毕竟对于本文中描述的每个特征陈列每一种可能的变化是不实际的。在确定本实用新型的要求时应参照权利要求书中的记载。

在附图中,构件的尺寸和相对尺寸可以为了清楚而放大。整个附图中,相同的附图标记指代相同的元件。

本文所使用的技术术语仅仅是为了描述具体实施例,而不是旨在限制本实用新型。在本文所使用的术语中,单数形式“一(a)”或“一个(an)”旨在也包括复数形式,除非上下文清楚地另外指出。在本文所使用的术语中,术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列术语中的任一术语和所有组合,并且可简写为“/”。

应理解的是,尽管本文可能使用了术语第一、第二、第三等来描述各种元件、构件、区域、层或步骤,但是这些元件、构件、区域、层和/或步骤不应受这些术语限制。除非上下文另外指出,否则这些术语仅用于将一个元件、构件、区、层或步骤与另一元件、构件、区域、层或步骤进行区分,例如作为命名约定。因此,在不偏离本实用新型的教导的情况下,下面在说明书中的一个章节中讨论的第一元件、构件、区、层或步骤可在说明书的另一章节中或权利要求中被命名为第二元件、构件、区域、层或步骤。此外,在某些情况下,即使在说明书中不使用“第一”、“第二”等描述术语,但是该术语可能在权利要求书中仍被称为“第一”或“第二”以对记载的不同元件进行彼此区分。

还应理解的是,当在说明书中使用术语“包括”或“包含”时,这些术语列举所记载的特征、区域、整数、步骤、操作、元件和/或构件的存在,但是不排除一个或多个其它特征、区域、整数、步骤、操作、元件和/或构件的存在或添加。

应理解,当元件被称为“连接”或“耦接”到另一元件或另一元件“上”时,该元件可以直接连接或耦接到另一元件或另一元件上,或者可以存在中间元件。相反,当元件被称为“直接连接”或“直接耦接”到另一元件时,不存在中间元件。用于描述元件之间的关系的其它词语应以类似的方式(例如,“之间”与“直接之间”,“相邻”与“直接相邻”等)进行解释。然而,本文使用的术语“接触”指直接接触(即,触碰),除非上下文另外指出。

本文所描述的实施例将通过理想的示意图参照平面图和/或剖视图来描述。因此,示例性视图可取决于制造技术和/或公差进行修改。因此,所公开的实施例不限于在视图中所示的那些,而是包含在制造工艺的基础上形成的配置的变型。因此,在图中示例的区域可具有示意性质,并在图中所示的区域的形状可示例性列举元件的区域的形状,但本实用新型的各方面并不限于此。

本文可使用空间相对术语,如“在...之下”、“下方”、“下”、“上方”、“上”等以便于描述附图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。但应理解的是,除附图中描绘的取向之外,空间相对术语旨在涵盖器件在使用或操作中的不同取向。例如,如果附图中的器件被翻转,那么被描述为在其它元件或特征“下方”或“之下”的元件或特征将被取向成在其它元件或特征“上方”。因此,术语“下方”可以涵盖上方和下方的取向。所述装置可以其它方式取向(旋转90度或者在其它取向),并且本文使用的空间相对描述都应被相应地解释。

本文参照取向、布局、位置、形状、尺寸、数量或其它量度时使用的术语如“相同”、“相等”、“平面”或“共面”不一定意味着恰好相同取向、布局、位置、形状、尺寸、数量或其它量度,而是旨在涵盖例如由于制造工艺可能导致的可接受变化范围内的几乎相同取向、布局、位置、形状、尺寸、数量或其它量度。在本文中可使用术语“基本”来反映该含义。

术语如“约”或“大约”可反映仅以相对小的方式和/或以不显著改变某些元件的操作、功能或结构的形式变化的尺寸、取向或布局。例如,从“约0.1至约1”的范围可涵盖例如在0.1附近偏差0%至5%以及在1 附近偏差0%至5%的范围,特别是如果这种偏差维持与所列范围相同的影响。

除非另有定义,本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本公开所述领域普通技术人员通常理解的相同的含义。还应理解,术语,例如那些在常用字典中定义的,应当被解释为具有与它们在相关领域和/或本申请的上下文中的含义一致的含义,并且不应以理想化的或过于形式化的意义进行解释,除非本文明确如此定义。

如本文使用的,被描述为“电气连接”的项被配置成使得电信号可以从一项传递到另一项。因此,物理连接到无源绝缘构件(例如,印刷电路板的预浸料坯层、绝缘粘合剂连接的两个器件、绝缘底层填料或模层等)的无源导电构件(例如,导线、焊盘、内部电气线路等) 不电气连接到该构件。此外,彼此“直接电气连接”的项通过一个或多个无源元件,诸如导线、焊盘、内部电气线路、电阻等电气连接。如此,直接电气连接构件不包含通过有源元件诸如晶体管或二极管电气连接的构件。

被描述为热连接或热连通的构件被排布成使得热量会跟随构件之间的路径,以允许热量从第一构件传递到第二构件。仅因为两个构件是相同器件或板的一部分并不能使它们热连接。一般,导热的或直接连接到其它导热或发热构件的构件(或通过中间导热构件连接到这些构件或如此接近使得允许热的大量传递)将被描述为热连接到这些构件,或与这些构件热连通。与此相反,之间有热绝缘材料的两个构件不被描述为彼此热连接或热连通,其中该材料显著阻止两个构件之间的热传递,或只允许附带的热传递。术语“导热”并不适用于提供附带的导热的任何材料,而是旨在指通常被认为是热的良导体或已知具有用于传递热的用途的材料,或具有与这些材料类似的导热性能的构件。

请参照图1与图2,本实用新型于一实施例中提供一种LED直管灯,其包括:一灯管1、一设于灯管1内的LED灯板2,以及分别设于灯管1两端的灯头3。灯管1可以采用塑料灯管或者玻璃灯管,两端灯头3的尺寸大小为相同或不同。

图3A为根据本实用新型实施例的LED模块的示意图。参见图3A, LED模块630的正端耦接滤波输出端521,负端耦接滤波输出端522。 LED模块630包含至少一个LED单元632。LED单元632为两个以上时彼此并联。每一个LED单元623的正端耦接LED模块630的正端,以耦接滤波输出端521;每一个LED单元的负端耦接LED模块630的负端,以耦接滤波输出端522。LED单元632包含至少一个LED 631。当LED 631为复数个时,LED 631串联连接,第一个LED 631的正端耦接所述LED单元632的正端,第一个LED 631的负端耦接下一个或第二个LED 631。而最后一个LED 631的正端耦接前一个LED 631的负端,最后一个LED 631的负端耦接所述LED单元632的负端。

值得注意的是,LED模块630可产生电流侦测讯号S531,代表 LED模块630的流经电流大小,以作为侦测、控制LED模块630之用。

图3B为根据本实用新型实施例的LED模块的示意图。参见图3B, LED模块630的正端耦接滤波输出端521,负端耦接滤波输出端522。 LED模块630包含至少二个LED单元732,而且每一个LED单元732 的正端耦接LED模块630的正端,以及负端耦接LED模块630的负端。每个LED单元732包含至少二个LED 731,在所述LED单元732内的 LED 731的连接方式如同图3A所描述般。例如,LED 731的负极与下一个LED 731的正极耦接,而第一个LED 731的正极耦接所述LED单元732的正极,以及最后一个LED 731的负极耦接所述LED单元732 的负极。再者,本实施例中的LED单元732之间也彼此连接。每一个 LED单元732的第n个LED 731的正极彼此连接,负极也彼此连接。因此,本实施例的LED模块630的LED间被以网状形式连接。

相较于图4A至图4G的实施例,上述实施例的LED驱动模块530 包含LED模块630但未包含LED模块630的驱动电路。

同样地,本实施例的LED模块630可产生电流侦测讯号S531,代表LED模块630的流经电流大小,以作为侦测、控制LED模块630 之用。

另外,实际应用上,LED单元732所包含的LED 731的数量较佳为15-25个,更佳为18-22个。

图3C为根据本实用新型一些实施例的LED模块的电路布局的平面图。参见图3C,本实施例的LED 831的连接关系同图3B所示,在此以LED模块630中三个LED单元为例进行说明。正极导线834与负极导线835接收驱动讯号,以提供电力至各LED 831,举例来说:正极导线834耦接前述滤波电路520的滤波输出端521,负极导线835耦接前述滤波电路520的滤波输出端522,以接收滤波后讯号。为方便说明,图3C中将所有三个LED单元中各自的第n个LED 831划分成同一LED组833。

正极导线834连接最左侧三个LED单元中的第一个LED 831,即如图3C所示最左侧LED组833中的三个第一个LED 831的(左侧)正极,而负极导线835连接三个LED单元中的三个最后一个LED 831,即如图3C所示最右侧LED组833中的三个最后一个LED 831的(右侧) 负极。三个LED单元的三个第一个LED 831的负极,三个最后一个 LED 831的正极以及其他LED 831的正极及负极则通过连接导线或部件839连接。

换句话说,最左侧LED组833的三个LED 831的正极通过正极导线834彼此连接,其负极通过最左侧连接导线839彼此连接。左二LED 组833的三个LED 831的正极通过最左侧连接导线839彼此连接,其负极通过左二的连接导线839彼此连接。由于最左侧LED组833的三个LED 831的负极及左二LED组833的三个LED 831的正极均通过最左侧连接导线839彼此连接,故三个LED单元的每一个LED单元的第一个LED 831的负极与第二个LED 831的正极彼此连接。依此类推从而形成如图3B所示的网状。

值得注意的是,连接导线839中与LED 831的正极连接部分的宽度836小于与LED 831的负极连接部分的宽度837。使负极连接部分的面积大于正极连接部分的面积。另外,宽度837小于连接导线839 中同时连接邻近两个LED 831中其中之一的正极及另一的负极的部分的宽度838,使同时与正极与负极连接部分的面积大于仅与负极连接部分的面积及正极连接部分的面积。因此,这样的走线架构有助于LED 831的散热。

在一些实施例中,正极导线834还可包含有正极引线834a,负极导线835还可包含有负极引线835a,使LED模块的两端均具有正极“+”及负极“-”连接点,如图3C所示。这样的走线架构可使LED灯的电源模组的其他电路,例如:滤波电路520、整流电路510及整流电路540 由LED灯的任一端或同时两端的正极和/或负极连接点耦接到LED模块,从而增加LED灯中实际电路的配置安排的弹性。

图3D为根据本实用新型另一实施例的LED模块的电路布局的平面图。参见图3D,本实施例的LED 931的连接关系同图3A所示,在此以三个LED单元且每个LED单元包含7个LED 931为例进行说明。正极导线934与负极导线935接收驱动讯号,以提供电力至各LED 931,举例来说:正极导线934耦接前述滤波电路520的滤波输出端521,负极导线935耦接前述滤波电路520的滤波输出端522,以接收滤波后讯号。为方便说明,图3D中将三个LED单元中每一个的七个LED 931 划分成同一LED组932。因此存在与三个LED单元对应的三个LED 组932。

正极导线934连接三个LED组932每一个中第一个(最左侧)LED 931的(左侧)正极。负极导线935连接三个LED组932每一个中最后一个(最右侧)LED 931的(右侧)负极。在每一LED组932中,邻近两个 LED 931中左方的LED 931的负极通过连接导线939连接右方LED 931 的正极。借此,每个LED组932的LED 931串联连接。

值得注意的是,连接导线939用以连接相邻两个LED 931的其中之一的负极及另一的正极。负极导线935用以连接各LED组932的最后一个(最右侧)的LED 931的负极。正极导线934用以连接各LED组 932的第一个(最左侧)的LED 931的正极。因此,如图3D所示,连接导线939的宽度(面积)大于负极导线935与负极连接的部分,负极导线935与负极连接的部分的宽度(面积)大于正极导线934与正极连接的部分。例如,连接导线939的宽度938可以大于负极导线935 与LED 931的负极连接的部分的宽度937,宽度937大于正极导线934 与LED 931的正极连接的部分的宽度936。因此,这样的走线架构有助于LED模块630的LED 931的散热。

另外,正极导线934还可包含有正极引线934a,负极导线935还可包含有负极引线935a,使LED模块的两端均具有正极“+”及负极“-”连接点,如图3D所示。这样的走线架构可使LED灯的电源模组的其他电路,例如:滤波电路520、整流电路510及整流电路540由LED 灯的任一端或同时两端的正极连接点934a和/或负极连接点935a耦接到LED模块。因此,该布局结构增加LED灯中实际电路的配置安排的弹性。

再者,图3C中所示的走线可利用可挠式电路板或基板来实现,取决于所使用的具体定义,其甚至可被称为柔性电路板。举例来说,可挠式电路板具有单层导电层,以蚀刻方式形成图3C中的正极导线834、正极引线834a、负极导线835、负极引线835a及连接导线839,以及图3D中的正极导线934、正极引线934a、负极导线935、负极引线935a 及连接导线939。

图3E为根据本实用新型一些实施例的LED模块的电路布局的平面图。图3E和图3C中的LED模块的布局结构每个对应于与如图3B 所示连接LED 831相同的方式,但图3E中的布局结构包括双层导电层,而不是仅一个导电层用于形成图3C所示的电路布局。参见图3E,与图3C中的布局主要的不同之处在于,正极导线834和负极导线835分别具有正极引线834a和负极引线835a,正极引线834a及负极引线835a 被形成在第二导电层中。该差异说明如下。

参见图3E,LED模块的可挠式电路板具有双层导电层,包括一第一导电层2a,介电层2b及第二导电层2c。第一导电层2a及第二导电层2c间以介电层2b进行电气隔离。在可挠式电路板的第一导电层2a 中以蚀刻方式形成图3E中的正极导线834、负极导线835及连接导线 839,用于例如以网状形式电气连接所述多个LED构件831,而在第二导电层2c中以蚀刻方式形成正极引线834a、负极引线835a,用于电气连接所述滤波电路(的滤波输出端)。而且在可挠式电路板的第一导电层 2a的正极导线834、负极导线835具有层连接点834b及835b,用于连接到第二导电层2c。第二导电层2c的正极引线834a、负极引线835a 具有层连接点834c及835c。层连接点834b与层连接点834c位置相对,用于连接正极导线834和正极引线834a。层连接点835b与层连接点 835c位置相对,用连接负极导线835及负极引线835a。连接两导电层的较佳的做法是形成孔,该孔将每个层连接点834b和对应的层连接点 834c连接,并且形成孔,该孔将每个层连接点835b和对应的层连接点 835c连接,这些孔延伸穿过两导电层以及之间的介电层。而且,可以通过穿过连接孔的焊接金属部件来使正极导线834及正极引线834a被电气连接,并且可以通过穿过连接孔的焊接金属部件来使负极导线835 及负极引线835a被电气连接。

同样地,图3D所示的LED模块的走线也可以将正极引线934a 及负极引线935a改至第二导电层,而形成双层的走线结构。

值得注意的是,双层可挠式电路板的第二导电层的厚度较佳为相较于第一导电层的厚度厚,借此可以降低在设置在第二导电层中的正极引线及负极引线上的线损(压降)。再者,双层可挠式电路板相较于单层可挠式电路板,由于将两端的正极引线、负极引线移至双层可挠式电路板中的第二导电层,可以缩小双层可挠式电路板的宽度(两纵向侧之间的宽度)。在生产过程中在相同的夹具或板上,较窄的可挠式电路板的最多排放数量多于较宽的可挠式电路板的最多排放数量。因此,采用较窄的可挠式电路板可以提高LED模块的生产效率。而且具有双层导电层的可挠式电路板相对上也较容易维持形状,以增加生产的可靠性,例如:LED构件的焊接时焊接位置的准确性。

作为上述方案的变形,本实用新型还提供一种LED直管灯,该 LED直管灯的电源模组的至少部分电子构件设置在LED灯板上。例如,利用PEC(印刷电子电路,PEC:Printed Electronic Circuits)技术将至少部分电子构件印刷、插入或嵌入在灯板上。

本实用新型的一个实施例中,将电源模组的电子构件全部设置在 LED灯板上。其制作过程如下:基板准备(可挠式印刷电路板准备) →喷印金属纳米油墨→喷印无源构件/有源器件(电源模组)→烘干/烧结→喷印层间连接凸块→喷涂绝缘油墨→喷印金属纳米油墨→喷印无源构件及有源器件(依次类推形成所包含的多层板)→喷涂表面焊接盘→喷涂阻焊剂焊接LED构件。

在某些实施例中,若将电源模组的电子构件全部设置在LED灯板上时,只需在灯板的两端通过焊接导线连接LED直管灯的接脚,实现 LED直管灯的接脚与灯板的电气连接。这样就不用再为电源模组设置基板,进而可进一步的优化LED直管灯的灯头的设计或排列。在一些实施例中,电源模组设置在灯板的两端,这样尽量减少其工作产生的热对LED构件的影响。在本实施例中,由于除灯板外没有基板用于支撑电源模组,所以能够显著减少焊接总量,提高电源模组的整体可靠性。

另一种情况是,将电源模组的部分电子构件(如电阻和/或小尺寸电容)印刷在LED灯板上时,而将大的器件如:电感和/或电解电容等电子构件设置在灯头内。LED灯板的制作过程同上。并且在该情况下,通过将部分电子构件设置在灯板上,合理的布局LED直管灯中的电源模组,来优化灯头的设计。

作为上述的方案变形,也可通过嵌入或插入的方式来实现将电源模组的电子构件设置在灯板上。即:以嵌入的方式在可挠式或柔性灯板上嵌入电子构件。在一些实施例中,可采用含电阻型/电容型的覆铜箔板(CCL)或丝网印刷相关的油墨等方法实现;或采用喷墨打印技术实现嵌入无源构件的方法,即以喷墨打印机直接把作为无源构件的导电油墨及相关功能油墨喷印到灯板内设定的位置上。然后,经过UV光处理或烘干/烧结处理,形成埋嵌无源构件的灯板。嵌入在灯板上电子构件包括例如电阻、电容和电感;在其它的实施例中,有源构件也适用。通过将一些构件嵌入到灯板上,能够实现电源模组的合理布局进而达到优化灯头的设计,由于用于承载电源模组的印刷电路板的构件的表面面积被减小或缩小,结果用于承载电源模组的构件的印刷电路板的尺寸、重量和厚度也被减小或缩小。而且在此情况下,由于消除了这些电阻和电容的焊接点(焊接点是印刷电路板上最容易引入或导致故障、失效或缺陷的部分),电源模组的可靠性也得到了提高。同时将减短印刷电路板上用于连接构件的导线的长度并且允许在印刷电路板上更紧凑的构件布局,因而提高这些构件的性能。

在本实用新型的一个实施例中,将导线以线形布局直接印刷在 LED玻璃灯管的内壁,LED构件直接贴该内壁,以经过这些导线彼此电气连接。在一些实施例中,采用芯片形式的LED构件直接贴在该内壁的导线上,在导线的两端设置连接点,通过连接点LED构件与电源模组连接。贴附后,在该芯片上涂覆或点滴荧光粉,使LED直管灯工作时产生白光,也可是其它颜色的光。

在一些实施例中,LED或LED构件的发光效率为80lm/W以上,在一些实施例中,发光效率可以优选的是120lm/W以上。某些更佳实施例可包括发光效率160lm/W以上的LED或LED构件。可以通过将单色LED芯片发出的单色光经荧光粉混合产生LED构件发出的白光。白光的光谱的主要波长为430-460nm以及550-560nm,或者430-460nm、 540-560nm以及620-640nm。

图4A为根据本实用新型实施例的LED灯的电源模组的方块图。参见图4A,本实施例的LED灯的电源模组包含整流电路510及整流电路540、滤波电路520、LED驱动模块530,且本实施例中的LED驱动模块530还包含驱动电路1530及LED模块630。图4A中的驱动电路 1530为直流转直流转换电路,耦接滤波输出端521及522,以接收滤波后讯号,并进行电力转换以将滤波后讯号转换成驱动讯号通过驱动输出端1521及1522输出。LED模块630耦接驱动输出端1521及1522,以接收驱动讯号而发光。在一些实施例中,LED模块630的电流稳定于一设定电流值。LED模块630的描述与参见图3A至图3D提供的说明相同。

值得注意的是,整流电路540为非必要构件而可省略,故在图中以虚线表示。也就是说,图4A、图4C和图4E的实施例中的LED驱动模块530可包含驱动电路1530及LED模块630。因此,本实施例的 LED灯的电源模组亦可应用至连接到LED灯的一端的单端电源、可应用至耦接到LED灯的两端的双端电源。在单端电源的情况下,LED灯例如是:LED球泡灯、PAL灯等。

图4B为根据本实用新型实施例的驱动电路的方块图。参见图4B,驱动电路包含控制器1531及转换电路1532,以电流源的模式进行电力转换,以驱动LED模块发光。转换电路1532包含开关电路1535以及储能电路1538。转换电路1532耦接滤波输出端521及522,接收滤波后讯号,并根据控制器1531的控制,将滤波后讯号转换成驱动讯号通过驱动输出端1521及1522输出,以驱动LED模块。在控制器1531 的控制下,转换电路1532所输出的驱动讯号为稳定电流,而使LED 模块稳定发光。

图4C为根据本实用新型实施例的驱动电路的示意图。参见图4C,在本实施例,驱动电路1630为降压直流转直流转换电路,包含控制器 1631及转换电路,而转换电路包含电感1632、续流二极管1633、电容 1634以及切换开关1635。驱动电路1630耦接滤波输出端521及522,以将接收的滤波后讯号转换成驱动讯号,以驱动耦接在驱动输出端 1521及1522之间的LED模块。

在本实施例中,切换开关1635为金氧半场效晶体管(MOSFET),具有控制端、第一端及第二端。切换开关1635的第一端耦接续流二极管1633的正极,第二端耦接滤波输出端522,控制端耦接控制器1631 以使切换开关1635的第一端及第二端之间导通或截止。驱动输出端 1521耦接滤波输出端521,驱动输出端1522耦接电感1632的一端,而电感1632的另一端耦接切换开关1635的第一端。电容1634的耦接于驱动输出端1521及1522之间,以稳定驱动输出端1521及1522之间的电压差。续流二极管1633的负端耦接驱动输出端1521。

接下来说明驱动电路1630的运作。

控制器1631根据电流侦测讯号S535和/或电流侦测讯号S531决定切换开关1635的导通及截止时间。例如,在一些实施例中,控制器 1631被构造成控制切换开关1635导通和切换开关1635截止的占空比 (Duty Cycle),来调节驱动讯号的大小或幅值。电流侦测讯号S535代表流经切换开关1635的电流大小。电流侦测讯号S535代表流经耦接于驱动输出端1521及1522之间的LED模块的电流大小。根据电流侦测讯号S531及S535的任一,控制器1631可以得到转换电路所转换的电力大小的信息。当切换开关1635导通时,滤波后讯号的电流由滤波输出端521流入,并经过电容1634及驱动输出端1521到LED模块、电感1632、切换开关1635后由滤波输出端522流出。此时,电容1634 及电感1632进行储能。另一方面,当切换开关1635截止时,电感1632 及电容1634释放所储存的能量,电流经续流二极管1633续流到驱动输出端1521使LED模块仍持续发光。

值得注意的是,电容1634非必要构件而可以省略,故在图中以虚线表示。在一些应用环境,可以借由电感会阻抗电流的改变的特性来达到稳定LED模块电流的效果而省略电容1634。

图4D为根据本实用新型实施例的驱动电路的示意图。参见图4D,在本实施例,驱动电路1730为升压直流转直流转换电路,包含控制器 1731及转换电路,而转换电路包含电感1732、续流二极管1733、电容 1734以及切换开关1735。驱动电路1730将从滤波输出端521及522 所接收的滤波后讯号转换成驱动讯号,以驱动耦接在驱动输出端1521 及1522之间的LED模块。

电感1732的一端耦接滤波输出端521,另一端耦接续流二极管 1733的正极及切换开关1735的第一端。切换开关1735的第二端耦接滤波输出端522及驱动输出端1522。续流二极管1733的负极耦接驱动输出端1521。电容1734耦接于驱动输出端1521及1522之间。

控制器1731耦接切换开关1735的控制端,根据电流侦测讯号S531 和/或电流侦测讯号S535来控制切换开关1735的导通与截止。当切换开关1735导通时,滤波后讯号的电流由滤波输出端521流入,并流经电感1732、切换开关1735后由滤波输出端522流出。此时,流经电感 1732的电流随时间增加,电感1732处于储能状态。同时,电容1734 处于释能状态,以持续驱动LED模块发光。另一方面,当切换开关1735 截止时,电感1732处于释能状态,电感1732的电流随时间减少。在此状态下,电感1732的电流经续流二极管1733续流流向电容1734以及LED模块。此时,电容1734处于储能状态。

值得注意的是,电容1734为可选构件,所以它可以被省略并因此在图4D中以虚线表示。在电容1734省略的情况,切换开关1735导通时,电感1732的电流不流经LED模块而使LED模块不发光;切换开关1735截止时,电感1732的电流经续流二极管1733流经LED模块而使LED模块发光。借由控制LED模块的发光时间及流经LED模块的电流大小,可以达到LED模块的平均亮度稳定于设定值上,而达到相同的稳定发光的作用。

图4E为根据本实用新型实施例的驱动电路的示意图。参见图4E,在本实施例,驱动电路1830为降压直流转直流转换电路,包含控制器 1831及转换电路,而转换电路包含电感1832、续流二极管1833、电容 1834以及切换开关1835。驱动电路1830耦接滤波输出端521及522,以将接收的滤波后讯号转换成驱动讯号,以驱动耦接在驱动输出端 1521及1522之间的LED模块。

切换开关1835的第一端耦接滤波输出端521,第二端耦接续流二极管1833的负极,而控制端耦接控制器1831以接收控制器1831的控制讯号而使切换开关1835的第一端与第二端之间的状态为导通或截止。续流二极管1833的正极耦接滤波输出端522,并且驱动滤波输出端522。电感1832的一端与切换开关1835的第二端耦接,另一端耦接驱动输出端1521。电容1834耦接于驱动输出端1521及1522之间,以稳定驱动输出端1521及1522之间的电压。

控制器1831根据电流侦测讯号S531和/或电流侦测讯号S535来控制切换开关1835的导通与截止。当切换开关1835导通时,电流由滤波输出端521流入,并流经切换开关1835、电感1832、驱动输出端 1521及1522后由滤波输出端522流出。此时,流经电感1832的电流以及电容1834的电压随时间增加,电感1832及电容1834处于储能状态。另一方面,当切换开关1835截止时,电感1832处于释能状态,电感1832的电流随时间减少。此时,电感1832的电流经驱动输出端 1521及1522、续流二极管1833再回到电感1832而形成续流。

值得注意的是,电容1834为可选构件,所以它可以被省略并且在图4E中以虚线表示。当电容1834省略时,不论切换开关1835为导通或截止,电感1832的电流均可以流过驱动输出端1521及1522以驱动LED模块持续发光。

图4F为根据本实用新型实施例的驱动电路的示意图。参见图4F,在本实施例,驱动电路1930为降压直流转直流转换电路,包含控制器 1931及转换电路,而转换电路包含电感1932、续流二极管1933、电容 1934以及切换开关1935。驱动电路1930耦接滤波输出端521及522,以将接收的滤波后讯号转换成驱动讯号,以驱动耦接在驱动输出端 1521及1522之间的LED模块。

电感1932的一端耦接滤波输出端521及驱动输出端1522,另一端耦接切换开关1935的第一端。切换开关1935的第二端耦接滤波输出端522,而控制端耦接控制器1931以从控制器1931接收控制讯号用于控制切换开关1935的导通或截止。续流二极管1933的正极耦接电感1932与切换开关1935的连接点,负极耦接驱动输出端1521。电容 1934耦接驱动输出端1521及1522,以稳定耦接于驱动输出端1521及 1522之间的LED模块的驱动。

控制器1931根据电流侦测讯号S531和/或电流侦测讯号S535来控制切换开关1935的导通与截止。当切换开关1935导通时,电流由滤波输出端521流入,并流经电感1932、切换开关1935后由滤波输出端522流出。此时,流经电感1932的电流随时间增加,电感1932处于储能状态;但电容1934的电压随时间减少,所以电容1934处于释能状态,以维持LED模块发光。另一方面,当切换开关1935截止时,电感1932处于释能状态,电感1932的电流随时间减少。此时,电感 1932的电流经续流二极管1933、驱动输出端1521及1522再回到电感 1932而形成续流。此时,电容1934处于储能状态,电容1934的电压随时间增加。

值得注意的是,电容1934为可选构件,所以它可以被省略并且因此在图4F中以虚线表示。当电容1934省略时,切换开关1935导通时,电感1932的电流并未流经驱动输出端1521及1522而使LED模块不发光。另一方面,切换开关1935截止时,电感1932的电流经续流二极管1933而流经LED模块而使LED模块发光。借由控制LED模块的发光时间及流经LED模块的电流大小,可以达到LED模块的平均亮度稳定于设定值上,而达到相同的稳定发光的作用。

图4G为根据本实用新型实施例的驱动电路的方块图。参见图4G,驱动电路包含控制器2631及转换电路2632,以基于可调电流源进行电力转换,以驱动LED模块发光。转换电路2632包含开关电路2635以及储能电路2638。转换电路2632耦接滤波输出端521及522,接收滤波后讯号,并根据控制器2631的控制,将滤波后讯号转换成驱动讯号而由驱动输出端1521及1522输出,以驱动LED模块。控制器2631 接收电流侦测讯号S535和/或电流侦测讯号S539,控制转换电路2632 输出的驱动讯号稳定于设定电流值上。其中,电流侦测讯号S535代表开关电路2635的电流大小;电流侦测讯号S539代表储能电路2638的电流大小,例如:储能电路2638中的电感电流,驱动输出端1521所输出的电流等。电流侦测讯号S535及S539的任一均可以代表驱动电路由驱动输出端1521及1522提供给LED模块的电流Iout的大小。控制器2631更耦接滤波输出端521,以根据滤波输出端521的电压Vin 决定设定电流值的大小。因此,驱动电路的电流Iout,即设定电流值,会根据滤波电路所输出的滤波后讯号的电压Vin的大小调整。

值得注意的是,上述电流侦测讯号S535及S539的产生可以是利用电阻或电感的方式量测。举例来说,根据电流流经转换电路2632中的电阻而于电阻两端产生的电压差,或者利用转换电路2632中的电感与其储能电路2638中的电感之间的互感产生的电压差可以侦测电流。

上述的驱动电路架构,尤其适用于LED直灯管的外部驱动电路为电子镇流器的应用环境。电子镇流器等效上为电流源,其输出功率并非为定值。而如图4C到图4F所示般的内部驱动电路,其消耗功率与 LED模块的LED数量有关,可视为定值。当电子镇流器的输出功率高于驱动电路所驱动的LED模块的消耗功率时,电子镇流器的输出电压会不断提高,使得LED灯的电源模组所接收的交流驱动讯号的准位会不断上升而导致有超过电子镇流器和/或LED灯的电源模组的构件耐压而毁损的风险。另一方面,当电子镇流器的输出功率低于驱动电路所驱动的LED模块的消耗功率时,电子镇流器的输出电压会不断降低,也就是交流驱动讯号的准位会不断下降而导致LED直管灯无法正常操作。

值得注意的是,LED灯照明所需的功率已经小于荧光灯等荧光灯照明所需的功率。若例如使用以往背光模块等控制LED亮度的控制机制,应用于电子镇流器等传统的驱动系统,必然会遭遇到外部驱动系统的功率与LED灯的所需功率不同造成的不匹配或不兼容问题。甚至导致驱动系统和/或LED灯毁损的问题。为了防止该问题,利用例如图 4G中的上述功率/电流调整方法,使得LED(直管)灯更为兼容于传统的荧光灯照明系统。

图4H为根据本实用新型实施例的电压Vin与设定电流值Iout之间的关系示意图。在图4H中,其中,横轴为电压Vin,纵轴为电流Iout。在一些情况下,当滤波后讯号的电压Vin(即准位)在电压上限值VH和电压下限值VL之间时,设定电流值Iout维持在最初的设定电流值。电压上限值VH高于电压下限值VL。当滤波后讯号的电压Vin高于电压上限值VH时,设定电流值Iout随电压Vin的增加而提高。在此阶段中,较佳为曲线的斜率随电压Vin上升而变大。当滤波后讯号的电压Vin低于电压下限值VL时,设定电流值随电压Vin的减少而降低。在此阶段中,较佳为曲线的斜率随电压Vin减少而变小。也就是,当电压Vin高于电压上限值VH或低于电压下限值VL时,设定电流值Iout 较佳为电压Vin的二次方或以上的函数关系,而使得消耗功率的增加率(减少率)高于外部驱动系统的输出功率的增加率(减少率)。即,在一些实施例中,所述设定电流值的调整函数为滤波后电压Vin的二次方或以上的函数。

在另一实施例中,当滤波后讯号的电压Vin在电压上限值VH和电压下限值VL之间时,LED灯的设定电流值Iout会随电压Vin增加或减少而线性增加或减少。在此阶段,当电压Vin在电压上限值VH 时,设定电流值Iout在上电流值IH;当电压Vin在电压下限值VL时,设定电流值Iout在下电流值IL。其中,上电流值IH高于下电流值IL。也就是,当电压Vin在电压上限值VH和电压下限值VL之间,设定电流值Iout为电压Vin的一次方的函数关系。

借由图4H中的上述的设计,当电子镇流器的输出功率高于驱动电路所驱动的LED模块的消耗功率时,电压Vin会随时间提高并超过电压上限值VH。当电压Vin高于电压上限值VH时,LED模块的消耗功率的增加率高于电子镇流器的输出功率的增加率,并于电压Vin为高平衡电压VH+以及电流Iout为高平衡电流IH+时,输出功率和消耗功率将平衡或相等。此时,高平衡电压VH+高于电压上限值VH,而高平衡电流IH+高于上电流值VH。另一方面,当电子镇流器的输出功率低于驱动电路所驱动的LED模块的消耗功率时,电压Vin会随时间减小并低于电压下限值VL。当电压Vin低于电压下限值VL时,LED模块的消耗功率的减少率高于电子镇流器的输出功率的减少率,并于电压 Vin为低平衡电压VL-以及电流Iout为低平衡电流IL-时,输出功率和消耗功率将平衡或相等。此时,低平衡电压VL-低于电压下限值VL,而低平衡电流IL-低于下电流值IL。

在一实施例中,电压下限值VL定义为电子镇流器的最低输出电压的约90%,电压上限值VH定义为最高输出电压的110%。以全电压 100-277V AC/60HZ为例,电压下限值VL设置为90V(=100V*90%),电压上限值VH设置为305V(=277V*110%)。

短电路板包含与长电路板两端连接的第一短电路板及第二短电路板,而且电源模组中的电子构件被分别设置于第一短电路板及第二短电路板上。第一短电路板及第二短电路板的长度尺寸可以一致,也可以不一致。一般,第一短电路板的长度尺寸为第二短电路板的长度尺寸的约30%~80%。更佳的第一短电路板的长度尺寸为第二短电路板的长度尺寸的约1/3~2/3。例如,在一个实施中,第一短电路板的长度尺寸大致为第二短电路板的尺寸的一半。第二短电路板的尺寸可例如介于约15mm~约65mm(具体视应用场合而定)。在一些实施例中,第一短电路板设置于LED直管灯的一端的灯头中,以及所述第二短电路板设置于LED直管灯的相反的另一端的灯头中。

举例来说,驱动电路的电容,例如图4C至图4F中的电容1634、 1734、1834、1934实际应用上可以是两个或以上的电容并联而成。电源模组中驱动电路的电容至少部分或全部设置于短电路板253的第一短电路板上,而其他构件诸如整流电路、滤波电路、驱动电路的电感、控制器、切换开关、二极管等均设置于短电路板253的第二短电路板上。由于电感、控制器、切换开关等为电子构件中温度较高的构件,将部分或全部电容设置于与高温构件的电路板分离或远离的电路板上,有助于使电容(尤其是电解电容)避免因温度较高的构件对电容的寿命造成影响,提高电容可靠性。进一步,还可因电容与整流电路及滤波电路在空间上分离,有助于降低EMI问题。

在一些实施例中,驱动电路的转换效率为80%以上,较佳为90%以上,更佳为92%以上。因此,在未包含驱动电路时,本实用新型的 LED灯的发光效率较佳为120lm/W以上,更佳为160lm/W以上。另一方面,在驱动电路与LED构件结合后,LED灯的发光效率较佳为120 lm/W*90%=108lm/W以上,更佳为160lm/W*92%=147.2lm/W以上。

另外,考虑LED直管灯的扩散膜或层的透光率为85%以上,因此,本实用新型的LED直管灯的发光效率较佳为108lm/W*85%=91.8 lm/W以上,更佳为147.2lm/W*85%=125.12lm/W。

图5A为根据本实用新型实施例的LED灯的电源模组的方块图。与图4A相比,图5A的实施例包含整流电路510及整流电路540、滤波电路520、LED驱动模块530,且更增加防闪烁电路550。防闪烁电路550耦接于滤波电路520与LED驱动模块530之间。应注意,整流电路540为可省略的电路,在图5A中以虚线表示。

防闪烁电路550耦接滤波输出端521及522,以接收滤波后讯号,并于特定情况时,消耗滤波后讯号的部分能量,以抑制滤波后讯号的纹波造成LED驱动模块530的发光的情况发生。一般而言,滤波电路 520具有电容和/或电感等滤波构件,或者电路上会有寄生的电容及电感,而形成谐振电路。谐振电路在交流电源讯号中止或停止提供时,例:使用者关闭LED灯的电源之后,其谐振讯号的振幅会随时间递减。然而,LED灯的LED模块为单向导通构件且要求最低导通电压。当谐振讯号的波谷值低于LED模块最低导通电压,而波峰值仍高于LED模块最低导通电压时,LED模块的发光会出现闪烁现象。防闪烁电路550 在此时会流经与LED构件的设定防闪烁电流匹配的电流,消耗滤波后讯号的部分能量,此部分能量高于谐振讯号于波峰值与波谷值之间的能量差,而抑制闪烁现象。在某些实施例中,较佳时机为在滤波后讯号接近(并仍然高于)最低导通电压时,防闪烁电路550工作。

值得注意的是,防闪烁电路550更适用于LED驱动模块530未包含驱动电路1530的实施情况,例如,当LED驱动模块530的LED模块630由滤波电路的滤波后讯号(直接)驱动发光时的应用情况。此时,LED模块630的发光将直接反映滤波后讯号由于其纹波而变化。在此情况下,防闪烁电路550的设置,将抑制在关闭LED灯的电源后 LED灯所出现的闪烁现象。

图5B为根据本实用新型实施例的防闪烁电路的示意图。参见图 5B,防闪烁电路650包含至少一电阻,例如:串联的两个电阻,串联于滤波输出端521及522之间。在本实施例中,防闪烁电路650持续消耗滤波后讯号的部分能量。在LED灯正常操作时,此部分能量远小于LED驱动模块530所消耗的能量。然而,当电源关闭后,滤波后讯号的准位下降至LED模块630的最低导通电压附近时,防闪烁电路650 仍消耗滤波后讯号的部分能量,以抵消可能使LED模块630发光闪烁的谐振信号的影响。在一些实施例中,防闪烁电路650可设定为在LED 模块630的最低导通电压时,流经大于或等于防闪烁电流准位的电流,并基于所设定的电流可决定防闪烁电路650的等效防闪烁电阻值。

图6A为根据本实用新型实施例的LED灯的电源模组的方块图。与图5A相比,图6A的实施例包含整流电路510及整流电路540、滤波电路520、LED驱动模块530及防闪烁电路550,且更增加保护电路 560。保护电路560耦接滤波输出端521及522,侦测来自滤波电路520 的滤波后讯号以决定是否进入保护状态。当进入保护状态时,保护电路560限制、抑制或钳制滤波后讯号的准位大小,以避免LED驱动模块530中的构件发生损坏。其中,整流电路540及防闪烁电路550为可省略的电路,在图6A中以虚线表示。

图6B为根据本实用新型实施例的保护电路的示意图。参见图6B,保护电路660包含电容663及670、电阻669、二极管672、钳压电路以及分压电路,用于当LED模块的电流和/或电压过高时进入保护状态,而避免LED模块的损坏。钳压电路包含双向可控硅(TRIAC)661及DIAC或双向触发二极管662。分压电路包含双载子接面晶体管(BJT) 667及668、电阻665、666、664及671。

双向可控硅661的第一端耦接滤波输出端521,第二端耦接滤波输出端522,而控制端耦接双向触发二极管662的第一端。双向触发二极管662的第二端耦接电容663的一端,电容663的另一端耦接滤波输出端522。电阻664的一端耦接双向触发二极管662的第二端,另一端耦接滤波输出端522,而与电容663并联。电阻665的一端耦接双向触发二极管662的第二端,另一端耦接双载子接面晶体管667的集极。双载子接面晶体管667的射极耦接滤波输出端522。电阻666的一端耦接双向触发二极管662的第二端,另一端耦接双载子接面晶体管668 的集极以及双载子接面晶体管667的基极。双载子接面晶体管668的射极耦接滤波输出端522。电阻669的一端耦接双载子接面晶体管668 的基极,另一端耦接电容670的一端。电容670的另一端耦接滤波输出端522。电阻671的一端耦接双向触发二极管662的第二端,另一端耦接二极管672的负极。二极管672的正极耦接滤波输出端521。

值得注意的是,电阻665的阻值小于电阻666的阻值。

以下先说明保护电路660的过流保护的操作。

电阻669和电容670的连接点接收电流侦测讯号S531,其中电流侦测讯号S531代表LED模块流经的电流大小。电阻671的另一端耦接电压端521’。在此实施例中,电压端521’可以耦接一偏压源或者如图示般,通过二极管672耦接到滤波输出端521以滤波后讯号作为偏压源。当电压端521’耦接额外的偏压源时,二极管672可以省略,在图6B中,二极管672以虚线表示。电阻669和电容670的组合可以滤除电流侦测讯号S531的高频成分,并将滤除后电流侦测讯号S531输入双载子接面晶体管668的基极以控制双载子接面晶体管668的导通与截止。借由电阻669和电容670的滤波作用,可以避免因噪声所造成的双载子接面晶体管668的误动作。在实际应用上,电阻669和电容670可以省略(故电阻669和电容670于图6B中以虚线表示)。当它们被省略时,将电流侦测讯号S531直接输入双载子接面晶体管668的基极。

当LED灯正常操作而LED模块的电流在正常范围内时,双载子接面晶体管668为截止,并且电阻666将双载子接面晶体管667的基极电压拉高而使得双载子接面晶体管667导通。此时,双向触发二极管662的第二端的电位根据电源端521’的偏压源的电压,以及电阻671 及并联的电阻664与电阻665的分压比例而决定。由于电阻665的阻值较小,电阻665的分压比例较低因而双向触发二极管662的第二端的电位较低。此时,双向可控硅661的控制端电位也被双向触发二极管662拉低,双向可控硅661为截止而使保护电路660处于未保护状态。

当LED模块的电流超过一过流值时,此时电流侦测讯号S531的准位会过高而使双载子接面晶体管668导通,并且然后双载子接面晶体管668会拉低双载子接面晶体管667的基极的电压而使得双载子接面晶体管667为截止。此时,双向触发二极管662的第二端的电位根据电源端521’的偏压源的电压,以及电阻671及并联的电阻664与电阻666的分压比例而决定。由于电阻666的阻值较大,电阻666的分压比例较高因而双向触发二极管662的第二端的电位较高。此时,双向可控硅661的控制端电位也被双向触发二极管662拉高,双向可控硅661为导通,以抑制或钳制滤波输出端521及522之间的电压差而使保护电路660处于保护状态。

在本实施例中,电源端521’的偏压源的电压根据双向可控硅661 的触发电压、电阻671及并联的电阻664与电阻665的分压比例以及电阻671及并联的电阻664与电阻666的分压比例来决定。通过电阻 671及并联的电阻664与电阻665的分压,在双向触发二极管662的电源端521’的电压将低于双向可控硅661的触发电压。另外,通过电阻 671及并联的电阻664与电阻666的分压,在双向触发二极管662的电源端521’的电压将高于双向可控硅661的触发电压。例如,在一些实施例中,当所述LED模块的电流大于过流值时,分压电路调整电阻671 及并联的电阻664与电阻665的分压比例,使得在双向触发二极管662 的电源端521’的电压比例更高,而达到迟滞比较的作用。具体实施方面,作为切换开关的双载子接面晶体管667及668分别串联决定分压比例的电阻665及电阻666。分压电路根据LED模块的电流是否大于过流值,来决定双载子接面晶体管667及668何者截止何者导通,来决定分压比例。钳压电路根据分压电路的分压决定是否抑制或钳制 LED模块的电压。

接着说明保护电路660的过压保护的操作。

电阻669和电容670的连接点接收电流侦测讯号S531,其中电流侦测讯号S531代表LED模块流经的电流大小。因此,此时保护电路 660仍具有电流保护的功能。电阻671的另一端耦接电压端521’,在此实施例中,电压端521’耦接LED模块的正端以侦测LED模块的电压。以上述的实施例为例,在图3A及图3B的实施例等LED驱动模块530 未包含驱动电路1530的实施例中,电压端521’耦接滤波输出端521;在图4A至图4G等LED驱动模块530包含驱动电路1530的实施例中,电压端521’耦接驱动输出端1521。在本实施例中,电阻671及并联的电阻664与电阻665的分压比例以及电阻671及并联的电阻664与电阻666的分压比例将视电压端521’的电压,即驱动输出端1521或滤波输出端521的电压来调整。因此,保护电路660的过流保护仍可正常操作。

在一些实施例中,当LED模块正常操作时,假定不出现过流状态,双向触发二极管662的第二端的电位(基于电阻671与并联的电阻665 与电阻664的分压比例与电压端521’的电压决定)不足以触发双向可控硅661。此时,触发双向可控硅661为截止,保护电路660处于未保护状态。另一方面,当LED模块操作异常而造成LED模块的正端的电压超过一过压值。此时,双向触发二极管662的第二端的电位足够高以当双向触发二极管662的第一端超过双向可控硅661的触发电压时触发双向可控硅661。此时,触发双向可控硅661为导通,保护电路660 处于保护状态并抑制或钳制滤波后讯号的准位。

如上所述,保护控制电路660可以具有过流或过压保护功能,或者可以同时具有过流及过压保护的功能。

另外,在一些实施例中,保护电路660可包含并联至电阻664的齐纳二极管,齐纳二极管用于限制或钳制电阻664两端的电压。齐纳二极管的崩溃电压较佳为约25-50V,更佳为约36V。

再者,双向可控硅661可用硅控整流器(Silicon Controlled Rectifier, SCR)来代替,而不影响保护电路的保护功能。与导通时跨双向可控硅 661的压降相比,采用硅控整流器管代替双向可控硅661可在导通时具有较低的跨硅控整流器管的压降。

在一实施例中,保护电路660的构件参数可如下设定。电阻669 的阻值较佳为约10欧姆。电容670的容值较佳为约1nf。电容633的容值较佳为约10nf。双向触发二极管662的(导通)电压范围可以为约26-36V。电阻671的阻值较佳为约300K-600K欧姆,更佳为约540K 欧姆。电阻666的阻值较佳为约100K-300K欧姆,更佳为约220K欧姆。电阻665的阻值较佳为约30K-100K欧姆,更佳为约40K欧姆。电阻664的阻值较佳为约100K-300K欧姆,更佳为约220K欧姆。

图7A为根据本实用新型实施例的LED灯的电源模组的方块示意图。图7A的实施例的荧光灯包含整流电路510及整流电路540、滤波电路520及LED驱动模块530,且更增加镇流兼容电路1510。镇流兼容电路1510可耦接于接脚501和/或接脚502以及整流电路510之间。在本实施例,以镇流兼容电路1510耦接于接脚501及整流电路之间为例说明。除图7A之外,灯管驱动电路505为电子镇流器,提供交流驱动讯号以驱动本实施例的LED灯。

在灯管驱动电路505的驱动系统启动之初,灯管驱动电路505输出相关讯号的能力尚未完全提升至正常状态。然而,在启动之初LED 灯的电源模组立即或快速地导通或接收灯管驱动电路505所提供的交流驱动讯号。这会造成启动之初,在灯管驱动电路505被LED灯初始加载时无法通过灯管驱动电路505启动LED灯。举例来说,灯管驱动电路505的内部构件自灯管驱动电路505中转换的输出取电,以维持启动后的操作。此时,输出电压无法正常上升到启动之初所需的准位而导致灯管驱动电路505的启动失败,或灯管驱动电路505的谐振电路的Q值因LED灯的负载的加入而改变而无法顺利启动等。

本实施例的镇流兼容电路1510在启动之初,将呈现开路状态,使交流驱动讯号的能量无法输入至LED模块。在作为外部驱动讯号的交流驱动讯号输入到LED直管灯后经过设定的延迟时间后,镇流兼容电路1510从延迟期间的切断状态切换到导通状态,使交流驱动讯号的能量开始输入至LED灯模块。借由镇流兼容电路1510的延迟功能,LED 灯的操作模拟了荧光灯的启动特性,即驱动电源启动后一段延迟时间后内部气体才正常放电而发光。因此,镇流兼容电路1510进一步改善了LED灯对电子镇流器等灯管驱动电路505的兼容性。

在本实施例中,整流电路540为可省略的电路,在图7A中以虚线表示。

图7B为根据本实用新型实施例的LED灯的电源模组的方块图。相较于图7A所示实施例,图7B中的实施例的镇流兼容电路1510可耦接于接脚503和/或接脚504以及整流电路540之间。如图7A中镇流兼容电路1510的说明,图7B中的镇流兼容电路1510具有延迟启动 LED灯的作用,使交流驱动讯号的输入延迟了设定的时间,避免电子镇流器等灯管驱动电路505启动失败的问题。

镇流兼容电路1510除了如上述实施例般置于接脚与整流电路之间外,镇流兼容电路1510也可以对应不同的整流电路的架构而改置于整流电路之内。图7C为根据本实用新型优选实施例的LED灯的镇流兼容电路的配置。整流电路810包含整流单元815和端点转换电路541。整流单元815耦接接脚501及接脚502,端点转换电路541耦接整流输出端511及整流输出端512,而镇流兼容电路1510耦接于整流单元815 及端点转换电路541之间。值得注意的是,端点转换电路541可以包含电阻、电容、电感或其组合,来同时具有限流/限压、保护、电流/电压调节等功能。于镇流器启动之初,作为外部驱动讯号的交流驱动讯号开始输入LED直管灯,交流驱动讯号仅能经过整流单元815,而无法经过端点转换电路541以及内部的滤波电路及LED驱动模块等,且整流单元815内的整流二极管811及整流二极管812的寄生电容相当小可忽略。因此,LED灯的电源模组的等效电容或电感于启动之初并未加载或有效连接到灯管驱动电路505,因而没有不利地影响灯管驱动电路505的Q值而可使LED灯通过灯管驱动电路505顺利启动。

值得注意的是,在端点转换电路541不包含电容或电感等构件的前提下,整流单元815和端点转换电路541的交换,即,整流单元815 耦接整流输出端511及整流输出端512,端点转换电路541耦接接脚 501及接脚502并不影响或改变镇流兼容电路1510的功能。

再者,整流电路的接脚501及接脚502变更为接脚503及接脚504 时,即可作为整流电路540。即,图7C中的上述镇流兼容电路1510 的电路配置也可以改至整流电路540内而不是整流电路810内,而不影响镇流兼容电路1510的功能。

另外,如前述般端点转换电路541不包含电容或电感等构件,整流电路510或整流电路540的寄生电容相当小并因此可被忽略,也不会影响灯管驱动电路505的Q值。

图7D为根据本实用新型实施例的LED灯的电源模组的方块图。相较于图7A所示实施例,图7D的实施例的镇流兼容电路1510耦接于整流电路540与滤波电路520之间。如上说明,本实施例中的整流电路540不包含电容或电感等构件,因此不影响图7D的实施例的镇流兼容电路1510的功能。

图7E为根据本实用新型实施例的LED灯的电源模组的方块图。相较于图7A所示实施例,图7E的实施例的镇流兼容电路1510耦接于整流电路510与滤波电路520之间。同样地,本实施例中的整流电路 510不包含电容或电感等构件,因此不影响图7E的实施例的镇流兼容电路1510的功能。

图7F为根据本实用新型实施例的镇流兼容电路的示意图。参见图 7F,镇流兼容电路1610中的初始状态为镇流兼容输入端1611及镇流兼容输出端1621之间等效上为开路。镇流兼容电路1610于镇流兼容输入端1611接收讯号后,经设定时间才导通镇流兼容输入端1611及镇流相容输出端1621,使镇流兼容输入端1611所接收的讯号传送到镇流兼容输出端1621。

镇流兼容电路1610包含二极管1612、电阻1613、1615、1618、 1620及1622、双向可控硅1614、DIAC或双向触发二极管1617、电容 1619、镇流兼容输入端1611及镇流兼容输出端1621。应注意,电阻1613的阻值应相当大,因此在双向可控硅1614在开路状态下截止时,镇流兼容输入端1611及镇流兼容输出端1621之间等效上为开路。

双向可控硅1614耦接于镇流兼容输入端1611及镇流兼容输出端 1621之间,电阻1613也耦接于镇流兼容输入端1611及镇流兼容输出端1621之间而与双向可控硅1614并联。二极管1612、电阻1620、1622 及电容1619依序串联于镇流兼容输入端1611及镇流兼容输出端1621 之间,而与双向可控硅1614并联。二极管1612的正极与双向可控硅 1614连接,而负极连接到电阻1620的一端。双向可控硅1614的控制端与双向触发二极管1617的一端相连,双向触发二极管1617的另一端与电阻1618的一端相连,电阻1618的另一端耦接电容1619及电阻 1622的连接端。电阻1615耦接于双向可控硅1614的控制端及电阻1613 与电容1619的连接端之间。

当交流驱动讯号(例如:电子镇流器所输出的高频、高压交流讯号) 开始输入到镇流兼容输入端1611时,双向可控硅1614先处于开路状态,使交流驱动讯号无法输入而使LED灯也处于开路状态。交流驱动讯号经过二极管1612、电阻1620、1622开始对电容1619充电,使电容1619的电压逐渐上升。持续充电一段时间后,电容1619的电压升高到超过双向触发二极管1617的阀值而使触发双向触发二极管1617 导通。然后,导通的双向触发二极管1617触发双向可控硅1614,使双向可控硅1614也导通。此时,导通的双向可控硅1614电气连接镇流兼容输入端1611及镇流兼容输出端1621,使交流驱动讯号经由镇流兼容输入端1611及镇流兼容输出端1621输入,使LED灯的电源模组开始操作。另外,电容1619所储存的能量维持双向可控硅1614导通,以避免交流驱动讯号的交流变化造成双向可控硅1614,即镇流兼容电路1610的再度截止,或者避免双向可控硅1614在导通与截止之间交替或变化的问题。

一般电子镇流器等灯管驱动电路505启动后经几百毫秒,电子镇流器的输出电压可以提高到一定电压值之上而不至于受到LED灯的负载加入的不利影响。另外,电子镇流器等灯管驱动电路505会设有侦测荧光灯是否点灯的侦测机构,若超过时间荧光灯未点灯则判断荧光灯异常而进入保护状态。因此,在某些实施例中,镇流兼容电路1610 并且然后LED灯导通之前镇流兼容电路1610的延迟时间较佳为在约 0.1秒到3秒之间。

值得注意的是,电阻1622可以额外并联电容1623。电容1623的作用在于反映或支持镇流兼容输入端1611及镇流兼容输出端1621之间电压差的瞬间变化,且不影响镇流兼容电路1610的延迟导通的作用。

图7G为根据本实用新型实施例的LED直管灯的电源模组的方块图。图7G的实施例的灯管驱动电路505驱动多个串联的LED直管灯 500,且每个LED直管灯500内均装设有镇流兼容电路1610。为方便说明,以下以两个串联的LED直管灯500为例说明。

因两个LED直管灯500内的镇流兼容电路1610在LED直管灯500 导通之前的延迟时间因构件生产过程中的误差等因素的影响而具有不同的延迟时间,因此两个镇流兼容电路1610的实际导通时间并不一致。当灯管驱动电路505启动,灯管驱动电路505所提供的交流驱动讯号的电压大致由两个LED直管灯500所均分承受。而后当镇流兼容电路 1610其中之一先导通时,灯管驱动电路505的交流驱动讯号的电压几乎或全部落在尚未导通的另一只LED直管灯500上。这使得尚未导通的LED直管灯500的镇流兼容电路1610上的跨压突然增加或加倍,即镇流兼容输入端1611及镇流兼容输出端1621之间电压差突然增加一倍。由于电容1623的存在,电容1619及1623的分压效果,会瞬间拉高电容1619的电压,使得双向触发二极管1617触发双向可控硅1614 导通,而使两个LED直管灯500的镇流兼容电路1610几乎同时导通。借由电容1623的加入,可避免串联的LED直管灯500之间因镇流兼容电路1610的延迟时间不同,导致先导通的镇流兼容电路1610中的双向可控硅1614因维持导通的电流不足而再度截止的问题。因此,加入电容1623的镇流兼容电路1610可进一步改善串联的LED直管灯的兼容性。

在实际应用上,电容1623的建议容值为在约10pF~约1nF之间,较佳为约10pF~约100PF,更佳为约47pF。

值得注意的是,二极管1612用以或构造成对电容1619充电的讯号进行整流。因此,请参见图7C、图7D及图7E,在镇流兼容电路1610 配置于整流单元或整流电路之后的情况下,二极管1612可以省略。因此,在图7F中,二极管1612以虚线表示。

图7H为根据本实用新型另一实施例的镇流兼容电路的示意图。参见图7H,镇流兼容电路1710中的初始状态为镇流兼容输入端1711及镇流兼容输出端1721之间为等效开路。于镇流兼容输入端1711接收输入讯号后,于外部驱动讯号的准位小于与镇流兼容电路1710的导通延迟时间对应的设定值时镇流兼容电路1710为截止,于输入的外部驱动讯号的准位大于设定值时镇流兼容电路1710为导通,使输入讯号传送到镇流兼容输出端1721。

镇流兼容电路1710包含双向可控硅1712、DIAC或双向触发二极管1713、电阻1714、1716及1717及电容1715。双向可控硅1712的第一端耦接镇流兼容输入端1711,控制端耦接双向触发二极管1713的一端及电阻1714的一端,而第二端耦接电阻1714的另一端。电容1715 的一端耦接双向触发二极管1713的另一端,另一端耦接双向可控硅 1712的第二端。电阻1717与电容1715并联,因此也耦接双向触发二极管1713的另一端及双向可控硅1712的第二端。电阻1716的一端耦接双向触发二极管1713与电容1715的连接点,另一端耦接镇流兼容输出端1721。

当交流驱动讯号(例如:电子镇流器所输出的高频、高压交流讯号) 开始输入到镇流兼容输入端1711时,双向可控硅1712先处于截止状态,使交流驱动讯号无法输入而使LED灯也处于开路状态。交流驱动讯号的输入会在镇流兼容电路1710的镇流兼容输入端1711及镇流兼容输出端1721之间造成电压差。当交流驱动讯号随时间变大并经过一段时间后达到足够的振幅(设定延迟准位值)时,镇流兼容输出端1721 的准位经过电阻1716、并联的电容1715及电阻1717以及电阻1714反映到双向可控硅1712的控制端而触发双向可控硅1712导通。此时,镇流兼容电路1710导通而使LED灯正常操作。在双向可控硅1712导通后,电阻1716流经电流,并对电容1715充电以储存一定的电压于电容1715。电容1715所储存的能量维持双向可控硅1712导通,以避免交流驱动讯号的交流变化造成双向可控硅1712,即镇流兼容电路 1710的再度截止,或者避免双向可控硅1712于导通与截止之间交替或变化的问题。

图7I为根据本实用新型实施例的镇流兼容电路的示意图。参见图 7I,镇流兼容电路1810包含外壳1812、金属电极1813、双金属片1814 以及加热丝1816。金属电极1813及加热丝1816由外壳1812穿出,因此部分在外壳1812内,部分在外壳1812之外。而且,金属电极1813 在外壳外的部分具有镇流兼容输入端1811,加热丝1816在外壳外的部分具有镇流兼容输出端1821。外壳1812为密封状态,内充有惰性气体 1815,例如:氦气。双金属片1814位于外壳1812内,并且与加热丝 1816在外壳1812内部的部分物理性电气连接。双金属片1814与金属电极1813之间具有一定间隔,因此镇流兼容输入端1811及镇流兼容输出端1821在初始状态并未电气连接。双金属片1814具有两个不同温度系数的金属片,靠近金属电极1813侧的金属片温度系数较低,而离金属电极1813较远的金属片温度系数较高。

当交流驱动讯号(例如:电子镇流器所输出的高频、高压交流讯号) 开始输入到镇流兼容输入端1811及镇流兼容输出端1821时,金属电极1813及加热丝1816之间会形成电位差。当电位差大到能击穿惰性气体1815发生电弧或弧光放电时,也就是当交流驱动讯号随时间变大并经过一段时间后达到设定延迟准位值时,惰性气体1815发热使双金属片1814往金属电极1813膨胀而靠近(参见图7I中虚线箭头的方向),并通过膨胀最终使双金属片1814与金属电极1813接触而形成物理性电气连接。此时,镇流兼容输入端1811及镇流兼容输出端1821彼此导通。然后,交流驱动讯号流过加热丝1816,使加热丝1816发热。此时,加热丝1816于金属电极1813与所述双金属片1814为电导通状态时流经一电流,使双金属片1814的温度维持大于一设定导通温度。双金属片1814的两个不同温度系数的金属片因温度维持大于设定导通温度,而使双金属片1814向金属电极1813偏折而碰触,因而维持或支持双金属片1814与金属电极1813的物理结合或连接。

因此,镇流兼容电路1810于镇流兼容输入端1811及镇流兼容输出端1821接收输入讯号后,经设定时间才导通镇流兼容输入端1811 及镇流兼容输出端1821。

因此,如本文所述的示例性镇流兼容电路,可以耦接于任一接脚以及任一整流电路之间,于外部驱动讯号开始输入LED直管灯起设定镇流兼容电路在延迟时间内为截止,于设定延迟时间后为导通,或者镇流兼容电路于输入的外部驱动讯号的准位小于与镇流兼容电路的导通延迟时间对应的设定值时为截止,于镇流兼容电路外部驱动讯号的准位大于设定值时为导通。因此,通过使用这种镇流兼容电路而进一步改善了本文所述的LED直管灯对电子镇流器等灯管驱动电路505的兼容性。

图8A为根据本实用新型实施例的LED直管灯的电源模组的方块图。本实施例的LED直管灯包含整流电路510及整流电路540、滤波电路520及LED驱动模块530,且更增加两灯丝仿真电路1560。两灯丝仿真电路1560分别耦接于接脚501及接脚502之间以及耦接于接脚 503及接脚504之间,用以改善具有灯丝侦测的灯管驱动电路例如程序启动型镇流器的兼容性。

具有灯丝侦测的灯管驱动电路于启动之初,会侦测灯管的灯丝是否正常而未发生短路或开路的异常情况。当判断灯丝发生异常时,灯管驱动电路会停止而进入保护状态。为避免由于LED直管灯不具有灯丝使得灯管驱动电路判断LED灯异常,两灯丝仿真电路1560可以仿真荧光管的实际灯丝的操作,而使灯管驱动电路正常启动驱动LED灯发光。

图8B为根据本实用新型实施例的灯丝仿真电路的示意图。灯丝仿真电路1660包含并联的电容1663及电阻1665,而电容1663及电阻 1665的各自两端分别耦接灯丝模拟端1661及1662。请同时参见图8A,两灯丝仿真电路1660的灯丝仿真端1661及1662耦接接脚501及接脚 502以及接脚503及接脚504。在灯丝侦测过程期间,灯管驱动电路输出侦测讯号以测试灯丝是否正常。侦测讯号会经过并联的电容1663及电阻1665而使灯管驱动电路判断LED灯的灯丝是否正常。

值得注意的是,电容1663的容值较小,因此由于灯管驱动电路输出高频交流讯号以驱动LED灯,电容1663的容抗(等效阻值)远小于电阻1665的阻值。借此,灯丝仿真电路1660在LED灯正常操作时,所消耗的功率相当小而几乎不影响LED灯的发光效率。

图8C为根据本实用新型实施例的灯丝仿真电路的方块示意图。在本实施例中,LED灯中的整流电路510和/或整流电路540采用整流电路810但省略端点转换电路541,而由灯丝仿真电路1660取代端点转换电路541的功能。即,本实施例的灯丝仿真电路1660同时具有灯丝仿真及端点转换功能。请同时参见图8A,灯丝仿真电路1660的灯丝仿真端1661及1662耦接接脚501及接脚502和/或接脚503及接脚504。整流电路810中的整流单元815的半波连接点819耦接灯丝模拟端1662。

图8D为根据本实用新型一些实施例的灯丝仿真电路的方块示意图。相较于图8C所示的实施例,半波连接点819改为耦接灯丝模拟端 1661,而本实施例的灯丝仿真电路1660依然同时具有灯丝仿真及端点转换功能。

图8E为根据本实用新型另一实施例的灯丝仿真电路的示意图。灯丝仿真电路1760包含电容1763及1764,以及电阻1765及1766。电容1763及1764串联于灯丝模拟端1661及1662之间。电阻1765及1766 也串联于灯丝模拟端1661及1662之间,且电阻1765及1766的连接点与电容1763及1764的连接点耦接。请同时参见图8A,两灯丝仿真电路1760的灯丝仿真端1661及1662耦接接脚501及接脚502以及接脚503及接脚504。当灯管驱动电路输出侦测讯号以测试灯丝是否正常时,侦测讯号会经过串联的电容1763及1764以及电阻1765及1766 而使灯管驱动电路判断LED灯的灯丝是否正常。

值得注意的是,在一些实施例中,电容1763及1764的容值小,因此由于灯管驱动电路为驱动LED灯而输出高频交流讯号,串联的电容1763及1764的容抗远小串联的电阻1765及1766的阻值。借此,灯丝仿真电路1760在LED灯正常操作时,所消耗的功率相当小而几乎不影响LED灯的发光效率。再者,电容1763或电阻1765任一开路或短路,或者电容1764或电阻1766任一开路或短路,侦测讯号仍可以在灯丝模拟端1661及1662之间流过灯丝仿真电路1760。因此,电容1763或电阻1765任一开路或短路及/或电容1764或电阻1766任一开路或短路,灯丝仿真电路1760仍可正常运作而具有相当高的容错率。

图8F为根据本实用新型实施例的灯丝仿真电路的方块示意图。在本实施例中,整流电路510和/或整流电路540采用整流电路810但省略端点转换电路541,而由灯丝仿真电路1860取代端点转换电路541 的功能。例如,本实施例的灯丝仿真电路1860也同时具有灯丝仿真及端点转换功能。灯丝仿真电路1860具有负温度系数的阻值,在温度高时的阻值低于在温度低时的阻值。在本实施例中,灯丝仿真电路1860 包含了两负温度系数电阻1863及1864,串联并耦接于灯丝模拟端1661 及1662之间。请同时参见图8A,灯丝仿真电路1860的灯丝仿真端1661 及1662耦接接脚501及接脚502和/或接脚503及接脚504。整流电路 810中的整流单元815的半波连接点819耦接负温度系数电阻1863及 1864的连接点。

当灯管驱动电路输出侦测讯号以测试灯丝是否正常时,侦测讯号会经过负温度系数电阻1863及1864而使灯管驱动电路判断LED灯的灯丝是否正常。而且负温度系数电阻1863及1864因测试讯号或预热程序,温度逐渐上升并降低阻值。当灯管驱动电路进入正常状态以正常启动LED灯时,串联的负温度系数电阻1863及1864的阻值已降至相对低值,从而减少灯丝仿真电路1860的功耗的损失。

灯丝仿真电路1860的阻值较佳为于室温(25℃)时为10欧姆或以上并于灯管驱动电路进入正常状态时,灯丝仿真电路1860的阻值降至约2~10欧姆;更佳的是,于灯管驱动电路进入正常状态时灯丝仿真电路1860的阻值降至介于约3~6欧姆之间。

图9A为根据本实用新型实施例的LED直管灯的电源模组的方块图。相较于图8A的实施例,本实施例的LED灯包含整流电路510及整流电路540、滤波电路520、LED驱动模块530及两灯丝仿真电路1560,且更增加镇流侦测电路1590。镇流侦测电路1590可以耦接于接脚501、接脚502、接脚503及接脚504的任一与整流电路510及整流电路540 中对应的整流电路。在本实施例中,镇流侦测电路1590耦接于接脚501 及整流电路510之间。

镇流侦测电路1590侦测交流驱动讯号或者经过接脚501、接脚502、接脚503及接脚504输入的讯号,并根据侦测结果判断所输入的讯号是否为电子镇流器所提供。

图9B为根据本实用新型实施例的LED直管灯的电源模组的方块图。相较于图9A的实施例,采用整流电路810代替整流电路540。镇流侦测电路1590耦接于整流单元815及端点转换电路541之间。整流单元815及端点转换电路541其中之一耦接接脚503及接脚504,另一耦接整流输出端511及整流输出端512。在本实施例,整流单元815耦接接脚503及接脚504,而端点转换电路541耦接整流输出端511及整流输出端512。同样地,镇流侦测电路1590侦测由接脚503或接脚504 所输入的讯号,根据输入讯号的频率以判断是否为电子镇流器所提供。

再者,整流电路810也可以代替整流电路510,而非代替整流电路540,并将镇流侦测电路1590耦接于整流电路510中的整流单元815 及端点转换电路541之间。

图9C为根据本实用新型实施例的镇流侦测电路的方块图。镇流侦测电路1590包含侦测电路1590a以及切换电路1590b。切换电路1590b 耦接切换端1591及1592。侦测电路1590a耦接侦测端1593及1594以侦测流经侦测端1593及1594的讯号。或者,切换端1591及1592用作侦测端并且省略侦测端1593及1594。例如,在某些实施例中,侦测电路1590a及切换电路1590b被共同耦接到切换端1591及1592,并且侦测电路1590a侦测流经切换端1591及1592的讯号。因此,图示中侦测端1593及1594以虚线表示。

图9D为根据本实用新型实施例的镇流侦测电路的示意图。镇流侦测电路1690包含侦测电路1690a以及切换电路1690b,耦接于切换端 1591及1592之间。侦测电路1690a包含双向触发二极管1691、电阻 1692及1696以及电容1693、1697及1698。切换电路1690b包含双向可控硅1699及电感1694。

电容1698耦接于切换端1591及1592之间,用以响应流经切换端 1591及1592的讯号而产生侦测电压。当讯号为高频讯号时,电容1698 的容抗相当低,而产生的侦测电压相当高。电阻1692及电容1693串联于电容1698的两端。串联的电阻1692及电容1693用于对电容1698 所产的侦测电压进行滤波并于电阻1692及电容1693的连接点产生滤波后侦测电压。电阻1692及电容1693的滤波作用是用以滤除侦测电压的高频噪声,以避免高频噪声造成切换电路1690b的误动作。电阻 1696及电容1697串联于电容1693的两端,用以将滤波后侦测电压传递至双向触发二极管1691的一端。电阻1696及电容1697同时对滤波后侦测电压进行第二次滤波,使侦测电路1690a的滤波效果更佳化。根据不同的应用及噪声滤波需求,电容1697可以选择省略而双向触发二极管1691的一端经过电阻1696耦接至电阻1692及电容1693的连接点;或者,电阻1696及电容1697同时省略而双向触发二极管1691 的一端直接耦接至电阻1692及电容1693的连接点。故,在图示中电阻1696及电容1697以虚线表示。双向触发二极管1691的另一端耦接至切换电路1690b的双向可控硅1699的控制端。双向触发二极管1691 根据所接受到的讯号准位大小,以决定是否产生控制讯号1695来触发双向可控硅1699导通。双向可控硅1699的第一端耦接切换端1591,第二端经过电感1694耦接切换端1592。电感1694的作用在于保护双向可控硅1699不因流经切换端1591及1592的讯号超过最大切换电压上升率、截止状态下反复电压峰值及最大的切换电流变化率而毁损。

当切换端1591及1592接收的讯号为低频交流讯号或直流讯号时,电容1698产生的侦测电压将足够高而使双向触发二极管1691产生控制讯号1695来触发双向可控硅1699。此时,切换端1591及1592之间为短路,而旁通了切换电路1690b所并联的电路,例如:连接于切换端1591及1592之间的电路、侦测电路1690a、电容1698等。

在一些实施例中,当切换端1591及1592接收的讯号为高频交流讯号时,电容1698产生的侦测电压并不足以使双向触发二极管1691 产生控制讯号1695来触发双向可控硅1699。此时,双向可控硅1699 为截止,高频交流讯号主要经由外部电路或侦测电路1690a传递。

因此,镇流侦测电路1690可以判断输入的讯号是否为电子镇流器所提供的高频交流讯号,若是则使高频交流讯号流经外部电路或侦测电路1690a;若否则旁通外部电路或侦测电路1690a,使输入讯号流经切换电路1690b。

值得注意的是,电容1698可以外部电路中的电容来取代,例如:端点转换电路实施例的至少一电容。因此,可省略电容1698,故图示中以虚线表示。

图9E为根据本实用新型实施例的镇流侦测电路的示意图。镇流侦测电路1790包含侦测电路1790a以及切换电路1790b。切换电路1790b 耦接于切换端1591及1592之间。侦测电路1790a耦接于侦测端1593 及1594之间。侦测电路1790a包含互感的电感1791及1792、电容1793 及1796、电阻1794以及二极管1797。切换电路1790b包含切换开关 1799。在本实施例,切换开关1799为P型空乏式金氧半场效晶体管 (P-type Depletion Mode MOSFET),当其闸极电压高于一临界电压时为截止,低于该临界电压时为导通。

电感1792耦接于侦测端1593及1594之间,以根据流经侦测端 1593及1594的电流讯号互感至电感1791,使电感1791产生侦测电压。侦测电压的准位随着电流讯号的频率变化,而且可以随着该频率增加而增加并随着该频率的减小而减小。

在一些实施例中,当讯号为高频讯号时,电感1792的感抗相当高,互感至电感1791而产生相当高的侦测电压。当讯号为低频讯号或直流讯号时,电感1792的感抗相当低,互感至电感1791而产生相当低的侦测电压。电感1791的一端接地。串联的电容1793及电阻1794与电感1791并联。电容1793及电阻1794接收电感1791所产生侦测电压,并进行高频滤波后产生滤波后侦测电压。滤波后侦测电压经二极管 1797后对电容1796充电以产生控制讯号1795。由于二极管1797提供电容1796单向充电,故电容1796产生的控制讯号1795的准位为电感 1791的侦测电压的最大值。电容1796耦接切换开关1799的控制端。切换开关1799的第一端与第二端分别耦接切换端1591及1592。

当侦测端1593及1594接收的讯号为低频交流讯号或直流讯号时,电容1796所产生的控制讯号1795低于切换开关1799的临界电压而使切换开关1799导通。此时,切换端1591及1592之间为短路,而旁通了切换电路1790b所并联的外部电路,例如:端点转换电路实施例中的至少一电容等。

当侦测端1593及1594接收的讯号为高频交流讯号时,电容1796 所产生的控制讯号1795高于切换开关1799的临界电压而使切换开关 1799截止。此时,高频交流讯号主要经由外部电路传递。

因此,镇流侦测电路1790可以判断输入的讯号是否为电子镇流器所提供的高频交流讯号,若是则使高频交流讯号流经外部电路;若否则旁通外部电路,使输入讯号流经切换电路1790b。

接下来说明LED灯中加入镇流侦测电路,其切换电路的导通(旁通)与截止(不旁通)的操作的示例性实施例。举例来说,切换端1591及 1592耦接与LED灯串联的电容,即,驱动LED直管灯的讯号也会流经此电容。此电容可以设置在LED直管灯的内部与内部电路串联或者在LED直管灯外部与LED直管灯串联。当灯管驱动电路505不存在时,交流电源508提供低压、低频交流驱动讯号作为外部驱动讯号以驱动 LED直管灯500。此时,镇流侦测电路的切换电路导通,使交流电源508的交流驱动讯号直接驱动LED直管灯的内部电路。灯管驱动电路 505存在时,灯管驱动电路505产生高压、高频交流讯号作为外部驱动讯号以驱动LED直管灯500。此时,镇流侦测电路的切换电路截止,此电容与LED直管灯内部电路的等效电容串联,因而形成电容分压网络。借此,可以使施加在LED直管灯内部电路的分压低于高压、高频交流讯号(例如:分压落在100-277V的范围内)以避免内部电路因高压而毁损。当灯管驱动电路505产生高压、高频交流讯号输入时,切换电路截止,使电容可以达到分压效果;当市电的低频交流讯号或电池的直流讯号输入时,切换电路旁通电容。

值得注意的是,切换电路可以包含多个切换构件,以提供两个以上的切换端来并联连接多个电容,来将多个电容旁通。

另外,本实用新型的镇流侦测电路能够与模式切换电路结合使用。镇流侦测电路中的切换电路以模式切换电路来取代。镇流侦测电路中的侦测电路耦接于输入接脚501、接脚502、接脚503及接脚504其中之一,以侦测经由接脚501、接脚502、接脚503及接脚504输入到LED 灯的讯号。侦测电路根据讯号是否是高频、低频或直流讯号,即根据讯号的频率来产生控制讯号,以控制模式切换电路为第一模式或第二模式。

举例来说,当讯号为高频讯号而高于设定模式切换频率时,例如:由灯管驱动电路505所提供的高频讯号,侦测电路产生的控制讯号将使模式切换电路为第二模式,以将所述滤波后讯号直接输入所述LED 模块;当讯号为低频或直流讯号而低于设定模式切换频率时,例如:市电或电池所提供的讯号,侦测电路产生的控制讯号将使模式切换电路为第一模式,以将所述滤波后讯号直接输入所述驱动电路。

本实用新型LED直管灯于各实施例的实现以如前所述。需要提醒注意的是,在各个实施例中,对于同一根LED直管灯而言,包括“灯管具有结构强化端部区域”、“LED灯板采用可挠式电路板”、“灯管内周面涂有粘接膜”、“灯管内周面涂有扩散膜”、“光源外罩有扩散膜片”、“灯管内壁涂有反射膜”、“灯头包括导热部”、“灯头包括导磁金属片”、“LED 光源具有支架”、“利用电路板构件连接LED灯板和电源”的特征,可以只在实践中单个或一体地应用,使得仅实施一个特征或同时实施若干特征。

此外,关于“灯管具有结构强化端部区域”、“LED灯板采用可挠式电路板”、“灯管内周面涂有粘接膜”、“灯管内周面涂有扩散膜”、“光源外罩有扩散膜片”、“灯管内壁涂有反射膜”、“灯头包括导热部”、“灯头包括导磁金属片”、“LED光源具有支架”、“利用电路板构件(包括长电路板和短电路板)连接LED灯板和电源”、“整流电路”、“滤波电路”、“驱动电路”、“端点转换电路”、“防闪烁电路”、“保护电路”、“模式切换电路”、“过压保护电路”、“镇流侦测电路”、“镇流兼容电路”、“灯丝仿真电路”、“辅助电源模块”等特征中的任一特征,包括本实用新型实施例中所述的任何相关技术点及其变型和它们的任何组合。

例如,特征“灯管具有结构强化端部区域”可包括“所述灯管包括主体区和多个末端区,所述末端区与所述主体区之间具有一过渡区,过渡区连接所述主体区和所述末端区,所述过渡区的两端在沿灯管的轴向的剖面图中皆为弧形,所述末端区各套设于一灯头,至少一个所述末端区的外径小于所述主体区的外径,且灯头的外径与所述主体区的外径相等。”

例如,特征“LED灯板采用可挠式电路板”可包括“所述可挠式电路板与所述电源的输出端之间通过导线打线连接或所述可挠式电路板与所述电源的输出端之间焊接。此外,所述可挠式电路板包括一介电层与一线路层的堆栈;可挠式电路板可以在表面涂覆油墨材料的电路保护层,并通过增加沿周向的宽度来实现反射膜的功能。”

例如,特征“灯管内周面涂有扩散膜”可包括“所述扩散涂层的组成成分包括碳酸钙、卤磷酸钙以及氧化铝中或其任何组合,以及增稠剂和陶瓷活性炭。此外,所述扩散膜亦可为扩散膜片且罩在LED光源外。”

例如,特征“灯管内壁涂有反射膜”可包括“所述光源可设置于反射膜上、设置于所述反射膜开口中、或在所述反射膜之侧边。”

例如,特征“灯头包括导热部”可包括“灯头可以包括绝缘管,在导热部的内周面与灯管的外周面之间形成容置空间,其中热熔胶可以填充容置空间的一部分或者填充满容置空间。”特征“灯头包括导磁金属件”可包括“导磁金属件可以是圆形或者非圆形,并可以通过设置开口或压痕/浮凸来减小导磁金属件的外周面与绝缘管的内周面的接触面积。另外,绝缘管内也可以通过设置支撑部、凸出部来加强对导磁金属件的支撑并减小导磁金属件与绝缘管的接触面积。”

例如,特征“LED光源具有支架”可包括“所述光源包括具有凹槽的支架,以及设于所述凹槽中的LED芯片;所述支架具有沿所述灯管长度方向排布的第一侧壁,以及沿所述灯管宽度方向排布的第二侧壁,所述第一侧壁低于所述第二侧壁。”

例如,特征“利用电路板构件连接LED灯板和电源”可包括“长短电路板的组合件具有一长电路板和一短电路板,长电路板和短电路板彼此贴合通过粘接方式固定,短电路板位于长电路板周缘附近。短电路板上具有电源模组,整体构成电源,短电路板比长电路板硬。”

在电源模组设计中,所述的外部驱动讯号可以是低频交流讯号(例如:市电所提供)、高频交流讯号(例如:电子镇流器所提供)、或直流讯号(例如:电池所提供或外置驱动电源),且均可以单端电源的驱动架构或双端电源的驱动架构来输入LED直管灯。对于双端电源的驱动架构,可以支持仅使用其中一端以作为单端电源的方式来接收外部驱动讯号。

在直流讯号作为外部驱动讯号时,LED直管灯的电源模组可以省略整流电路。

在电源模组的整流电路设计中,可以是具有单一整流电路,或双整流电路。双整流电路中的第一整流电路与第二整流电路分别与配置在LED直管灯的两端灯头的接脚耦接。单一整流电路可适用于单端电源的驱动架构,而双整流电路适用于单端电源及双端电源的驱动架构。而且配置有至少一整流电路时,可以适用于低频交流讯号、高频交流讯号、或直流讯号的驱动环境。

单一整流电路可以是半波整流电路或全波桥式整流电路。双整流电路可以是双半波整流电路、双全波桥式整流电路或半波整流电路及全波桥式整流电路各一之组合。

在电源模组的接脚设计中,可以是单端双接脚(共两个接脚,另一端无接脚)、双端各单接脚(共两个接脚)、双端各双接脚(共四个接脚) 的架构。在单端双接脚及双端各单接脚的架构下,可适用于单一整流电路的整流电路设计。在双端各双接脚的架构下,可适用于双整流电路的整流电路设计,且使用双端各任一接脚或任一单端的双接脚来接收外部驱动讯号。

在电源模组的滤波电路设计中,可以具有单一电容或π型滤波电路,以滤除整流后讯号中的高频成分,而提供低纹波的直流讯号为滤波后讯号。滤波电路也可以包含LC滤波电路,以对特定频率呈现高阻抗,以符合UL认证对特定频率的电流大小规范。再者,根据一些实施例的滤波电路更可包含耦接于接脚及整流电路之间的滤波单元,以降低电磁干扰。

在电源模组的LED驱动模块设计中,可以仅包含LED模块或者包含LED模块及驱动电路。也可以将稳压电路与LED驱动模块并联,以确保LED驱动模块上的电压不至发生过压。稳压电路可以是钳压电路,例如:齐纳二极管、双向稳压管等。在整流电路包含电容电路时,可以在两灯头的各灯头的一接脚与另一灯头的一接脚两两连接一电容于之间,以与电容电路进行分压作用而作为稳压电路。

在仅包含LED驱动模块的设计中,于高频交流讯号作为外部驱动讯号时,至少一整流电路包含电容电路(即,包含一个以上的电容),并且电容电路与整流电路内的全波桥式或半波整流电路串联,使电容电路在高频交流讯号下等效为阻抗以作为电流调节电路并调节LED模块的电流。借此,不同的电子镇流器所提供不同电压的高频交流讯号时, LED模块的电流可以被调节在预设电流范围内而不至发生过流的情况。另外,可以额外增加释能电路,与LED模块并联,于外部驱动讯号停止提供之后,释能电路辅助将滤波电路进行释能,以降低滤波电路或其他电路所造成的谐振影响以防止LED模块闪烁。

在一些实施例中,如果在LED驱动模块中包含LED模块及驱动电路,则驱动电路可以是升压转换电路、降压转换电路或升降压转换电路。驱动电路用以将LED模块的电流稳定在设定电流值,也可以根据外部驱动讯号调制设定电流值。例如,设定电流值可以随着外部驱动讯号的准位增加而增加并且随着外部驱动讯号的准位减小而减小。另外,可以额外增加模式切换开关于LED模块与驱动电路之间,使电流由滤波电路直接输入LED模块或经过驱动电路后输入LED模块。

另外,可以额外增加保护电路来保护LED模块。保护电路可以侦测LED模块的电流和/或电压来对应启动对应的过流及/或过压保护。

在电源模组的镇流侦测电路设计中,镇流侦测电路与等效上与 LED驱动模块串联的电容并联,并根据外部驱动讯号的频率来决定外部驱动讯号流经电容或流经镇流侦测电路(即旁通电容)。上述的电容可以是整流电路的电容电路。

在电源模组的灯丝仿真电路设计中,可以是单一并联电容及电阻组或两串联的并联电容及电阻组或负温度系数电路。灯丝仿真电路适用于程序程序启动型电子镇流器,可以避免程序程序启动型电子镇流器判断灯丝异常的问题,改善对程序程序启动型电子镇流器的兼容性。而且灯丝仿真电路几乎不影响瞬时启动型(Instant Start)电子镇流器、快速启动型(Rapid Start)电子镇流器等其他电子镇流器的兼容性。

在电源模组的镇流兼容电路设计中,镇流兼容电路可以与整流电路串联或与滤波电路及LED驱动模块并联。在与整流电路串联的设计中,镇流兼容电路的初始状态为截止,并经过设定延迟时间后导通。在与滤波电路及LED驱动模块并联的设计中,镇流兼容电路的初始状态为导通,并经过设定延迟时间后截止。镇流兼容电路可以在启动初期使瞬时启动型电子镇流器能顺利启动,而改善对瞬时启动型电子镇流器的兼容性。而且镇流兼容电路几乎不影响程序启动型电子镇流器、快速启动型电子镇流器等其他电子镇流器的兼容性。

在电源模组的辅助电源模块设计中,储能单元可以是电池或超级电容,与LED模块并联。辅助电源模块适用于包含驱动电路的LED驱动模块设计中。

在电源模组的LED模块设计中,LED模块可以包含彼此并联的多串LED(即,单一LED芯片,或多个不同颜色LED芯片组成的LED 组)串,各LED串中的LED可以彼此连接而形成网状连接。

也就是说,可以将本实用新型的上述特征作任意的排列组合,并用于LED直管灯的改进,并且仅以示例的方式描述上述实施例。本实用新型不限于此,并且在不偏离本实用新型精神和所附权利要求限定的范围的情况下许多变型是可能的。

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