光源模块、点亮装置、以及使用该光源模块和点亮装置的照明设备的制作方法

专利名称：光源模块、点亮装置、以及使用该光源模块和点亮装置的照明设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用发光二极管(LED)作为光源的光源模块、用于点亮该光源模块的点亮装置、以及使用该光源模块和点亮装置的照明设备。
背景技术：
迄今，荧光灯已经是用于照明的主要光源，并且使用逆变器点亮装置执行高频点亮的照明设备已经变得广泛流行。最近，LED已经作为除放电灯以外的电光源引起了注意， 放电灯描绘为荧光灯。LED优于荧光灯，特别是就寿命来说，并且预期归因于将来的技术改进，其效率将超过FHF32的效率，FHF32即用于基础照明的主流荧光灯。同时，在归因于LED技术的发展而安装有多个LED的光源模块中，需要确定所使用的LED的数量，使得从光源模块发出的光变得几乎恒定并且确定将LED彼此串联连接还是并联连接。即，需要通过确定所使用的LED的数量和LED之间进行的连接的类型来合适地确定光源模块的电流值和电压值。此外，在用于向光源模块供应电流的点亮装置中，根据LED技术的改进，需要进行合适的输出，以节省电力。然而，如上述，光源模块的电流值和电压值根据每个LED的电特性、使用的LED的数量、以及LED是串联连接还是并联连接而变化。因此，例如，存在限制， 其中光源模块应当配置成使得光源模块的电流值恒定(取决于LED的特性、使用的LED的数量、以及LED之间的连接的类型)，而不考虑LED技术中所取得的进步。例如，假定存在具有光源模块的点亮装置(以下称作“LED模块”)，该光源模块中串联连接有五个LED。于此，每个LED的电压特性为3. 5V，并且LED模块的施加的电压于是为3. 5X5= 17. 5V。当串联连接有具有相同特性的四个LED的LED模块连接至点亮装置时，施加过量的电压，使得过量的电流流动。专利文献1(日本专利申请号2009-2M046)公开了用于防止可归因于过量电流的失效的方法，其中，提供了通知端子，通知端子用于提供LED模块被连接和断开的的通知， 并且响应于来自通知端子的通知信号，防止了过量电流。此外，提供了将输出至LED模块的电流保持在恒定水平的配置。专利文献2(日本专利申请公开号2009-21175)公开了具有关于每个LED模块的电特性的信息并向每个LED模块提供恒定电流的恒定电流电路，在每个LED模块中安装有多个LED。每个LED模块的信息传输至能够向多个LED模块供电的点亮装置，使得执行控制以便执行适合于连接的LED模块的数量的输出。专利文献1的范例仅考虑所使用的LED的数量的差异，而不考虑在LED技术中所取得的上述进步。例如，当每个LED的电压特性为3. 5V，其电流特性为0. 3A，并且串联连接十个LED时，LED模块的施加的电压为3. 5X10 = 35V，并且输出电流为0. 3A。如果，归因于 LED技术的进步，例如每个LED的电压特性为3. 0V，并且其电流特性为0. 2A，则其中串联连接有八个LED的LED模块的施加的电压变为3. 0X8 = 24V.当各具有3. 5V的电压特性的七个LED串联连接时，3. 5X7 = 24. 5V。源自电压特性的差异和所使用的LED的数量的差异的电压的差异基本上不大。然而，通过施加0. 3A的电流至具有0. 2A的输出电流的LED， 引起了归因于过量电流的异常热生成、失效或短寿命的问题。此外，作为使用LED的光源，已经提出了各种类型的光源模块，该光源模块具有相同引脚管座(Pin base)结构和与线性荧光灯相同的灯形状并且能够安装在用于荧光灯的普通照明设备上。光源的两个引脚管座将分别称作第一引脚管座和第二引脚管座，光源诸如是线性荧光灯。在荧光灯未点亮时，第一和第二引脚管座的阻抗几乎无限大，使得在照明设备供应有电流的状态下，用户能够更换荧光灯。在此情况下，即使用户在将第一引脚管座的电极插入到照明设备的插槽中时错误地触摸第二引脚管座的电极，也不会发生危险。然而，对于使用LED的光源，在例如阳极侧连接至第一引脚管座并且阴极侧连接至第二引脚管座时，如果第一引脚管座的电极插入到插槽中且在上述更换灯时发生用户与第二引脚管座的电极的接触，则担心电击。虽然上述专利文献1没有描述用于LED模块或LED模块的电连接结构的详细技术，但是专利文献1采用了输出端子机构，其中集成了至LED的传导端子和通知端子。因此，如果为了防止在更换LED模块时发生电击，开发了专门的且新的连接结构，则能够避免对电击的担心。然而，其需要投资于上述LED模块、输出端子机构以及能够安装该LED模块和输出端子机构的新的照明设备的研发中。在专利文献2中，使用微计算机处理每个LED模块所具有的信息。例如，可以提供数据表，在该数据表中预先设定有关LED的电特性、LED的数量、以及关于串联连接或并联连接的连接类型的多条信息，以反映LED技术中的进步，可以根据使用的LED的特性和数量选择对应的数据，并且点亮设备可以接收数据并输出合适的电流值。如果利用此技术，则能够实施能够应付将来LED技术进步的点亮装置，使得不必维持LED模块的恒定的总电流或限制LED的特性、数量和连接类型。然而，因为在每个LED模块中必需安装数据保持单元(微计算机等)和用于数据保持单元的控制电源，所以LED模块的配置是复杂的，LED模块的成本增加，并且用于安装于每个LED模块中的数据保持单元的控制电源电路难以配置。为了在点亮LED模块前读取每个LED模块的信息，可以考虑总是输出以不能借助于点亮装置点亮LED模块的水平的电压并使用输出电压生成控制电力的方法，或生成点亮装置中的控制电力并使用另一导线供应电力给LED模块的方法。前一方法生成电力损耗， 因为需要操作点亮装置，而不连接LED模块。后一方法使得点亮装置和LED模块之间的布线复杂。此外，当LED模块连接至点亮装置时，需要连接结构或插槽结构，使得至LED的电流供应线和来自数据保持单元的信号线能够彼此连接，而不引起错误。另外，当更换LED模块时，期望提供使得用户或工人能够相对容易地更换LED模块的配置。因为常规技术不提供用于配置电连接的特定技术或用于LED模块的结构的特定技术，所以在更换LED模块时， 担心受到电击。为了提供针对以上担心的对策，需要投资于新开发，诸如专利文献1中的情况
发明内容
基于上述，本发明提供一种光源模块和一种点亮装置以及使用该光源模块和点亮装置的照明设备，该光源模块和点亮装置能够应付LED技术的进步并且能够安全地安装于用于荧光灯的普通照明设备中。根据本发明的第一方面，提供了一种光源模块，包括光源单元，包括彼此电连接的多个发光二极管(LED)；特性设定单元，用于设定关于所述LED的电特性的特性信息；第一引脚管座，具有第一电极和第二电极；以及第二引脚管座，具有第三电极和第四电极，其中，从点亮装置供应的直流(DC)电压施加于所述第一电极和所述第二电极之间，或施加于所述第三电极和所述第四电极之间，恒定电压供应至所述光源单元的所述LED的阳极侧， 并且所述特性设定单元连接于所述第一电极和所述第二电极之间和/或所述第三电极和所述第四电极之间。根据本发明的第二方面，提供了一种点亮装置，包括光源模块；电压转换单元， 包括至少一个开关设备，用于接收外部DC电压或通过对输入交流(AC)电压进行整流而获得的整流电压作为电力，并且用于通过开通和关闭对应的开关设备而将所接收的电压转换成期望的电压，由此供应所述期望的电压至所述光源模块的所述第一引脚管座或所述第二引脚管座；设定电源，用于经由所述第一引脚管座或所述第二引脚管座将电力供应至所述特性设定单元；以及特性确定单元，用于确定所述特性信息，其中，所述第一引脚管座和所述第二引脚管座具有可附接于用于荧光灯的照明设备的结构，并且所述特性确定单元基于在引脚管座处生成的信号来确定所述特性信息，所述引脚管座不同于与所述电压转换单元连接的引脚管座。根据本发明的第三方面，提供了一种照明设备，包括光源模块和点亮装置。根据本发明，能够在特性设定单元中预先设定对应于每个LED的电特性的特性信息，并且因此，能够处理LED技术中所取得的进步。根据本发明的另一方面，能够实施能够稳定地点亮光源模块的点亮装置。根据本发明的另一方面，光源模块能够安全地安装于用于荧光灯的普通照明设备中。


图1是根据本发明的第一实施例的LED模块的电路图；图2是示出根据本发明的第一实施例的LED模块的示意性配置的透视图；图3是根据本发明的第一实施例的点亮装置的电路图；图4是根据本发明的第一实施例的特性设定单元的详细配置的电路图；图5是示出根据本发明的第一实施例的特性设定单元的操作的波形图；图6是示出根据本发明的第一实施例不同地设定特性设定单元时，特性设定单元的操作的波形图；图7是描述根据本发明的第一实施例的特性确定单元的操作的图示；图8是示出根据本发明的第一实施例开始操作时各部分的波形的图；图9是根据本发明的第一实施例的安装有LED模块的照明设备的透视图；图10是根据本发明的第二实施例的LED模块的电路图；图11是根据本发明的第二实施例的LED模块的变型的电路图；图12是根据本发明的第三实施例的LED模块的电路图13是根据本发明的第三实施例的点亮装置的电路图；图14是描述根据本发明的第三实施例的特性确定单元的操作的图示；图15是根据本发明的第四实施例的点亮装置的电路图；图16是描述根据本发明的第四实施例的点亮装置的操作的特性图示；图17是示出根据本发明的第四实施例的特性设定信息和设定电流之间的关系的特性图示；以及图18是示出根据本发明第四实施例开始操作时各部分的波形的图。
具体实施例方式实施例1图1是示出根据本发明的第一实施例的LED模块的电路配置的图。如图1中所示， LED模块21包括光源单元1，配置成使得多个发光二极管(LED)彼此串联连接；以及特性设定单元2，用于设定LED LEDl的特性信息，例如对应于目标电流值的信息。光源单元1的阳极侧连接至连接端子Al，连接端子Al与设置于LED模块21外部的点亮装置选择性地且电学上连接和断开，并且光源单元1的阴极侧连接至连接端子A2。 特性设定单元2连接于连接端子Bl和B2之间。图2示出了 LED模块21的结构的范例。如此图样中所示，其上安装有构成光源单元1的多个LED LEDl的一个或多个矩形基底包含于透明外壳22中，包括连接端子Al和A2 的引脚管座23设置于外壳22的一端，并且包括连接端子Bl和B2的引脚管座24设置于外壳22的另一端。确定LED模块21的外壳22的形状以及连接端子Al和A2与连接端子Bl和B2之间的距离，以及连接端子Al、A2、Bl和B2的形状，使得对于图9中所示的线性荧光灯，它们能够装配到照明设备20的主体25的插槽26和27中。虽然特性设定单元2未示于图2中，但是能够使用后面描述的电子部件将特性设定单元安装在与其上安装有多个LED LEDl的基底相同的基底上，并且特性设定单元安装于连接端子Bl和B2附近。光源单元1和构成LED模块21的特性设定单元2经由连接端子 A1、A2、B1和B2连接至点亮装置，点亮装置如图3的框图中所示地配置。图3的点亮装置包括电压转换单元8，电压转换单元8具有至少一个开关设备 (未示出)并向LED模块21供应电流，并且通过选择性地开通和关闭开关设备来点亮LED 模块；输出调节单元6，用于输出驱动信号至电压转换单元8的开关设备以获得期望的输出；控制电源7，用于向诸如输出调节单元6的控制电路供应控制电力；设定电源3，用于接收从控制电源7供应的电力并将控制电力供应至特性设定单元2 ；特性确定单元4，用于检测在导线处的波形并基于检测结果控制输出调节单元6，控制电力通过该导线从设定电源 3供应至特性设定单元2 ；以及连接确定单元5，用于确定LED模块是否连接至点亮装置。当假定图1中所示的LED模块21的LED LEDl的电特性为例如0. 3A和3. 5V，并且 50个LED串联连接，则从电压转换单元8供应至光源单元1的电流为0. 3A，使得光源单元 1两端的电压为3. 5X50 = 175V，且光源单元1的功耗为3. 5VX0. 3AX50 = 52. 5W。电压转换单元8可以由例如降压斩波器(st印-down chopper)或升压斩波器 (step-up chopper)和降压斩波器的组合形成。电压转换单元8可以由任何配置形成，只要该配置供应能够点亮LED模块21的DC电力就行。特性设定单元2配置成具有关于各设定电流的信息，使得能够以期望的水平在例如0. 35A至0. IOA的范围中供应来自电压转换单元8的电流。因为以上范例的LED LEDl要求0. 3A的电流，所以使用LED LEDl的LED模块21的特性设定单元2配置成具有指示0. 3A 的设定电流的信息。图4示出了特性设定单元2的更详细的配置。本实施例的设定电源3主要包括电流源，并经由如上所述的连接端子Bl向特性设定单元2供应控制电力。此外，通过将与连接端子Bl具有相同电位的导线上的波形输入至特性确定单元4 和连接确定单元5来控制输出调节单元6。来自设定电源3的连接端子Bl和B2之间的输入的控制电力经由二极管Dl输入至齐纳二极管ZDl和电容器C2的并联电路。控制电力钳制于齐纳二极管ZDl的齐纳电压 Vzl，并且由电容器C2平滑。通过使用恒流源作为设定电源3，流过齐纳二极管ZDl的齐纳电流能够限制于合适的值，如图4中所示。通过钳制从设定电源3输入的控制电力而获得的齐纳电压Vzl主要供应至镜电路Ml和M2、比较器CP1、传输门电路G、电阻器R2和R3的串联电路、以及电阻器R4和R5的串联电路。通过由电阻器R2和R3来划分齐纳电压Vz 1，电阻器R2和R3的串联电路产生参考电压Vrefl。通过由电阻器R4和R5来划分齐纳电压Vz 1，电阻器R4和R5的串联电路产生参考电压Vref2。参考电压Vrefl和Vref2经由传输门电路G供应至比较器CPl的+输入端子。镜电路Ml供应由电阻器Rl确定的电流il至电容器Cl和镜电路M2。流过镜电路 M2的电流i2改变镜比例并且电流i2设定为大于il。当响应于比较器CPl的输出信号而选择性地被开通和关闭的开关设备Ql被开通时，i2变为0，使得将电流il放电到电容器Cl。当开关设备Ql关断时，电流(il_i2)变为负电容，使得从电容器Cl提取电流(i2-il)。通过响应于如图5(b)中所示的比较器CPl的输出电压，使用传输门电路G在参考电压Vrefl和Vref2之间切换，电容器Cl的电压波形被迫采取具有如图5 (a)中所示的充电时间Tl的三角电压波形。此外，比较器CPl的输出输入至开关设备Q3的栅极，并且通过选择性地开通和关闭开关设备Q3，开关设备Q2选择性地开通和关闭。因为开关设备Q2的漏极连接至电位与连接端子Bl的电位相同的导线，所以开关设备Q2的漏极电压，即连接端子Bl的电压，形成具有与电容器Cl的充电时间几乎相同的时段“H”的波形，如图5(c)中所示。当开关设备Q2关闭时，连接端子Bl的电压是二极管Dl的导通电压和齐纳二极管 ZDl的齐纳电压Vzl的和的电压值Vout。此外，当开关设备Q2导通时，从设定电源3输入的控制电力流流过开关设备Q2，在该情况下，使用在平滑电容器C2中充电的电压连续执行电路操作。这里，当改变电阻器R2和R3的分压比以生成比由电阻器R2和R3的串联电路产生的参考电压Vrefl低的参考电压Vrefl’时，电容器Cl的充电时间变为比时段Tl短的时段Tl’，如图6(a)中所示。在此情况下，开关设备Q2的漏极电压的时段“H”，即连接端子Bl 的电压的时段“H”具有与较短时段Tl’几乎相同的波形，如图6(c)中所示。特性确定单元4主要由微计算机形成，并执行时间测量过程以测量连接端子Bl的电压的时段“H”。此外，特性确定单元4借助于一操作获得对应于测得时间的设定电流，在该情况下，设定电流和测得时间具有图7中所示的关系。替代地，特性确定单元4从先前存储的数据表读取设定电流。特性确定单元4输出操作信号给输出调节单元6，使得输出调节单元6能够将其输出调节至如上述地获得的设定电流。当例如LED模块21连接至点亮装置时，该LED模块21中串联连接有具有0. 3A和 3. 5V的电特性的50个LED LEDl,由特性设定单元2确定的连接端子Bl的电压的时段“H” 设定为图5中所示的时段Tl。当LED模块21’连接至点亮装置时，该LED模块21’中串联连接有具有例如0. 25A和3. 5V的不同特性的40个LED，由特性设定单元2确定的连接端子 Bl的电压的时段“H”设定为图6中所示的时段Tl’。通过这样做，迫使由特性设定单元2确定的连接端子Bl的电压的时段“H”的长度等于对应于供应至LED模块21的设定电流的信息。接下来，将描述接收具有与连接端子Bl的电位相同的电位的导线上的波形作为输入的连接确定单元5的操作，如特性确定单元4。连接确定单元5由微计算机形成，如特性确定单元4，或由比较器形成，并且配置为检测连接端子Bl的电压值。当LED模块21连接至点亮装置时，连接端子Bl的电压是二极管Dl的导通电压和齐纳二极管ZDl的齐纳电压Vzl的和的电压值Vout。同时，当断开LED模块21时，未由齐纳二极管ZDl的齐纳电压Vzl执行钳制，使得实现了大于电压值Vout的电压值。使用此关系，如果连接端子Bl的电压值大于预定值 Vref3 (见图8 (a))，则连接确定单元5确定LED模块21未连接。如果确定LED模块21未连接，则连接确定单元5输出停止信号给输出调整单元6 以截断从电压转换单元8至LED模块21的电流供应。虽然未示出，但是优选地，响应于停止信号，停止根据特性设定单元2的信息执行的特性确定单元4中的信息确定和设定电流调节。在此情况下，特性确定单元4和连接确定单元5可以由相同微计算机形成。图8中所示的定时图描绘LED模块21连接时的系列操作。直至时间t0，LED模块 21未连接。这里，如图8(a)中所示，设定电源3的输出电压大于预定阈值Vref3，预定阈值 Vref3用于确定LED模块21的未连接。结果，如图8(c)中所示，不从输出调节单元6向电压转换单元8输出驱动信号。其后，当在时间t0连接LED模块21时，通过作为恒定电流从设定电源3供应至 LED模块21的特性设定单元2的控制电力，逐渐增大平滑电容器C2的电位，如图8 (b)中所示，并且在时间tl，平滑电容器C2的电位变得等于齐纳二极管ZDl的齐纳电压Vzl。在从时间t0至时间tl的时段，特性设定单元2未稳定操作，使得特性确定单元4 可能作出错误确定。因此，在从连接确定单元5确定LED模块21已经连接的时间t0至特性设定单元2的操作稳定的时间tl的时段中设置用于停止特性确定单元4的信息确定的定时器。其后，特性确定单元4的信息确定从时间tl开始，并且输出调节单元6从时间t2 输出驱动信号，在时间t2，信息确定和设定电流调节已经完成。通过使用上述配置，能够预先设定LED模块21中使用的LED LEDl的特性信息，并且点亮装置能够基于设定信息供应合适的设定电流，使得不会引起归因于供应过量电流的 LED LEDl的损坏或其寿命的降低。此外，因为可能确定LED模块21是否连接于在其上确定LED LEDl的特性信息的相同导线上，所以节约了布线并且在LED模块21断开时停止点亮装置的操作，由此防止过量的功耗。此外，因为连接端子Al和A2以及连接端子Bl和B2电连接，如图3中所示，所以即使用户或工人在更换或连接LED模块时将连接端子Al和A2插入到插槽中时错误地触摸连接端子Bl和B2，也不必担心电击。在本实施例中，以流至LED模块21的设定电流作为由特性设定单元2给出的信息的范例，但是其可以是基于施加至LED模块21的电压的信息。此外，虽然没有示例控制电源7的电路配置，但是可以使用通常技术配置控制电源7的电路。例如，当在电压转换单元8中使用感应器时，可以使用从感应器的次级线圈返回的电力配置控制电源7的电路。在本实施例中，LED模块21描述为配置为在端子之间具有距离并且具有适合装配到插槽沈和27中的形状(见图9)。然而，在一个引脚管座设置有两个端子的情况下，即使端子之间的距离以及端子的形状发生改变，也仍然能够实现本实施例的效果。在此情况下， 必需根据端子之间的距离和端子的形状新开发插槽26和27，但是可以使用照明设备20的主体而不做任何改变。实施例2图10是示出根据本发明的第二实施例的LED模块的电路配置的图示。根据本实施例的点亮装置的配置与第一实施例的相同。本实施例的LED模块不同于第一实施例的LED 模块，因为连接端子Al和A2连接至整流器DBl的输入端子，整流器DBl的输出端子的正输出侧连接至光源单元1的阳极侧，并且整流器DBl的输出端子的负输出侧连接至光源单元 1的阴极侧。此外，关于特性设定单元2，从构成点亮装置的部分的设定电源3供应至连接端子Bl和B2的控制电力经由整流器DB2供应至特性设定单元2。虽然没有示例特性设定单元2的详细配置，但是可以使用任何配置，只要该配置适于预先设定LED LEDl的特性信息并使得点亮装置能够根据设定信息供应合适的设定电流，如结合第一实施例描述的。在第一实施例中，连接端子Al和A2中的每一个或连接端子B 1和B2中的每一个具有极性。因此，如果点亮装置和LED模块彼此错误地连接，则不可以点亮LED模块，或者可能不会正确地读取所使用的LED的特性信息。相比较而言，根据本实施例中的LED模块的配置，在连接端子Al和A2之间以及在连接端子Bl和B2之间，不存在极性，使得存在较少的归因于错误连接的误操作，并且可能省略保护功能，当在错误连接时发生不稳现象时， 需要该保护功能。此外，如第一实施例中(图1)，LED模块21的连接端子Al和A2与其连接端子Bl 和B2电隔离，并且点亮装置根据LED LEDl的特性信息供应合适的设定电流。因此，不会引起电击和LED的损坏和退化。图11示出了根据本发明的第二实施例的LED模块的配置的另一范例。在此范例中，连接于连接端子Al和A2之间的光源单元包括光源单元Ib和光源单元la，光源单元Ib 配置成使得4个LED组合为经受全波整流，光源单元Ia配置为接收来自光源单元Ib的整流输出。此范例的不同在于光源单元Ib用作图10的LED模块21的整流器DBl并且还用作光发射单元，光源单元Ib中，LED LEDl组成为经受全波整流。实施例3
图12示出了根据本发明的第三实施例的LED模块的电路配置。此实施例的LED 模块的基本配置几乎与第二实施例的相同。然而，包含的特性设定单元2的详细配置不同于第二实施例，因为其包括电阻器R6。点亮装置的配置几乎与第一实施例的相同(示于图3中)，如图13的框图中所示。 如从图13所能看到的，差异在于照明设备的内部布线配置为将LED模块21a和LED模块 21b彼此串联连接。点亮装置的电压转换单元8的输出端子连接至LED模块21a的连接端子Al和LED 模块21b的连接端子A2，并且LED模块21a的连接端子A2连接至LED模块21b的连接端子Al。点亮装置的设定电源3的输出端子连接至LED模块21a的连接端子Bl和LED模块 21b的连接端子B2，并且LED模块21a的连接端子B2连接至LED模块21b的连接端子Bi。 因此，控制电力从设定电源3供应至LED模块21a的特性设定单元2和LED模块21b的特性设定单元2的串联电路。在此范例中，期望设定电源3由恒定电流源形成，如第一和第二实施例中，并且配置为基于通过将恒定电流源供应的电流Iref乘以特性设定单元2的电阻器R6的电阻值 Rset而获得的电压值来确定信息。图14是示出特性设定信息和设定电流之间的关系的图。通过改变例如特性设定单元2的电阻器R6的电阻值Rset的常数，LED LEDl的特性信息配置为具有输出特性，诸如图14中示出的那些。当相同电流供应至LED模块21a和LED模块21b时，特性设定单元2的电阻器R6 的电阻值Rset优选地相同。当输入至特性确定单元4的电压信号为Vl时，Vl = 2XVI’ = 2 X Rset X Iref，在该情况下电流Il供应至LED模块21a和LED模块21b。具体地，作为一个范例，假定LED模块21a和21b连接至点亮装置，LED模块21a 和21b的每一个中，具有例如0. 3A和3. 5V的电特性的LEDLED1串联连接。当特性设定单元2的电阻器R6的电阻值Rset设定为20k Ω并且以上电流源Iref设定为100 μ A时， 2X20kQ ΧΙΟΟμΑ = 4VX100yA = 4V的信号输入至特性确定单元4。在此情况下，期望将供应至LED模块21a和21b的电流控制为变为0. 3A。如另一范例中，假定使用具有不同电特性的LED LED2，电特性例如为0. 25A和 3. 5V，并且假定LED模块21a和21b连接至点亮装置，LED模块21a和21b中，LED LED2串联连接。当特性设定单元2的电阻器R6的电阻值Rset'设定为低于Rset时，响应于输入至特性确定单元4的信号V2，期望将供应至LED模块21a和21b的电流12控制为变为0. 25A。此外，当输入至连接确定单元5的信号的电平高于Vl时，确定LED模块未连接，在该情况下，停止信号输出至输出调节单元6以截断从电压转换单元8至LED模块的电流供应。因此，当LED模块21a和LED模块21b的特性设定单元2中的至少一个未正确连接时， 连接确定单元5可以截断至LED模块的电流供应。即使在特性设定单元2归因于坏的布线而短路时，如果输出特性呈现为如图14中所示，则将至LED模块的电流供应控制为变为最小电流值是可能的。附加地，当两个LED模块中的一个由具有0. 3A和3. 5V的电特性的LEDLED1形成， 另一 LED模块由具有0. 25A和3. 5V的电特性的LED LED2形成，且此两种类型的两LED模块串联连接并被点亮时，输入至特性确定单元4的信号高于V2且低于Vl，如从图14中所示的输出特性所看到的，使得能够防止过量电流Il供应至由LED LED2形成的LED模块。本实施例提供与第一和第二实施例相同的效果。当连接多个LED模块时，能够相对地简化从设定电源连接至多个LED模块的特性设定单元的布线和连接至光源单元的布线。此外，在点亮装置中，能够连接多个LED模块，使得除关于增加端子的配置外，不必复杂化电路配置，并且可能以低成本容易地实施点亮装置。实施例4图15示出了根据本发明第四实施例的点亮装置的电路配置。在此实施例中，电压转换单元8由公知降压斩波器电路形成。电压转换单元8输入DC电力，DC电力是通过整流并平滑AC电力或通过使用升压斩波器电路对DC电力进行升压而生成的。开关设备Q4的漏极侧连接至DC电源DC的正输出端子，并且电流经由连接至开关设备Q4的源极侧的感应器Ll供应至平滑电容器C7和LED模块21的连接端子Al和A2。响应于从输出调节单元6的驱动电路9的Hout端子输出的驱动信号，执行开关设备Q4的导通和关断操作。当开通开关设备Q4时，电流流至感应器Li，并且因此，电子能量存储其中。当关闭开关设备Q4时，经由连接于开关设备Q4的源极和地之间的二极管D4，释放出存储于感应器Ll中的电子能量。虽然LED模块21的基本配置几乎与第三实施例的相同，但是特性设定单元2由电阻器R6形成并且连接于连接端子Al和A2之间。供应控制电力至特性设定单元2的设定电源3由恒流源形成，并且经由电阻器R7和二极管D5的串联电路供应控制电力至连接于连接端子Al和连接端子A2之间的特性设定单元2。还有，控制电力供应至连接于地和电阻器R7与二极管D5之间的节点之间的电阻器R8。此外，电阻器Rs设置于地和连接端子A2之间，LED模块21的光源单元1的LED LEDl的阴极侧连接至连接端子A2。流过光源单元1的电流经由电阻器Rs流至地。在平滑电容器C7中充电的电流流过电阻器Rs。因此，在电阻器Rs处检测流过LED模块21的电流和流过平滑电容器C7的电流的总电流。通过将电阻器Rs的电阻值乘以流动电流而获得的检测电压输入至输出调节单元 6的反馈操作电路10。反馈操作电路10主要由运算放大器(op-amp)OPl形成。以上检测信号经由电阻器R12输入至op-amp OPl的负输入端子。电容器C4连接于op-amp OPl的负输入端子和输出端子之间，由此形成公知的积分电路。同时，从特性确定单元4输出并基于LED模块21设定的信息的设定信号输入至op-amp OPl的正输入端子。对设定信号和检测的信号执行积分操作，并且操作结果从 op-amp OPl的输出端子输出。op-amp OPl的输出端子经由电阻器R14和二极管D3连接至驱动电路9的Pls端子。Pls端子为用于控制开关设备Q4的导通脉冲宽度的端子，其由驱动电路9执行。接下来，将简要描述驱动电路9的Pls端子的操作。在驱动电路9中，连接至Pls 端子的电路包括例如恒压缓冲电路、镜电路、以及驱动信号设定电容器。流过连接于Pls端子和地之间的电阻器R13的电流由镜电路转换，并且驱动信号设定电容器被选择性地充电和放电，如所公知的，Pls端子即恒压缓冲电路的输出端。如果驱动信号设定电容器用以充电至预定电压的时间段几乎与表示输出至开关设备Q4的驱动信号的时段“H”的Ton相同，则如图16中所示地设定从Pls端子流至电阻器R13的电流Ipls和表示驱动信号的时段“H”的Ton之间的关系。也就是说Ton，即驱动信号的时段“H”随从Pls端子放电的电流Ipls增大而降低。这里，回到反馈操作电路10的操作的描述。例如，当流过感应器Ll的电流增大时， 在电阻器Rs处检测的信号的电平也增大。在此情况下，反馈操作电路10的op-amp OPl的输出电压降低，并且从Pls端子提取至op-amp OPl的电流增大。因此，从Pls端子放电的电流Ipls增大。随从Pls端子放电的电流Ipls增大，驱动电路9执行控制以减小表示从 Hout端子输出的驱动信号的时段“H”的Ton。因此，抑制了感应器Ll的电流的增大，并且从而，供应至LED模块21的电流减小。在驱动电路9中，通过经由二极管D2对电容器C5进行充电，获得用于用以从Hout 端子至开关设备Q4输出驱动信号的控制电路的控制电力。因为能够使用用作用于荧光灯的逆变器电路的半桥驱动电路的技术容易地实施此配置，这里将省略其详细描述，但是将补充对开关设备5的功能的描述。如果在驱动信号开始从Hout端子输出之前在开关设备Q4的源极生成电压，则不能以足够用于驱动开关设备Q4的栅极的控制电力电压对电容器C5进行充电。因此，期望在开关设备Q4的源极和地之间提供开关设备Q5，如图15中所示，使得通过首先开通开关设备Q5，然后执行开关设备Q4的导通和关断控制，开关设备Q4的源极的电位几乎为0V。图 18 (e)和18 (f)中示出了用于驱动开关设备Q5和Q4的驱动信号Lout和Hout的定时图。接下来，以下将描述本实施例的特性设定单元2、特性确定单元4和连接确定单元 5的操作。当电阻器Rs的电阻值小于几Ω，且LED模块21的特性设定单元2的电阻器R6的电阻值大于几十k Ω时，电阻器Rs对电阻器R6的影响在误差水平内，使得为易于描述，这里将电阻器Rs视为不存在。此外，二极管D5也将视为不存在。当已经连接LED模块21并且开关设备Q4不执行开关操作时，产生于连接端子Bl 的电压具有基于从设定电源3供应至电阻器R6的电流值Iref和电阻器R6的电阻值Rset 确定的电压值。基于电压值和诸如图17中所示的关系确定设定电流。在第一至第三实施例中，供应至LED模块的电流设定为根据在特性设定单元2处产生的电压值而连续变化。然而，在本实施例中，当产生于特性设定单元2处的电压值等于或小于Vl且大于V2时，恒定电流Il供应至LED模块。当LED模块21未连接时，由设定电源3供应的恒定电流经由电阻器R7供应至电阻器R8。在此情况下，通过将电阻器R8两端的电压设定为大于VI，可以通过将该电压与参考电压进行比较而在连接确定单元5中确定LED模块21是否连接。当LED模块21断开时， 停止信号从连接确定单元5输出至驱动电路9的Reset端子，并且停止输出驱动信号Hout 和Lout。驱动电路9配置为在输入停止信号时阻止驱动信号的输出。此外，如图18(d)中所示，在供应电力后，连接确定单元5输出停止信号给驱动电路9的Reset端子达预定时段(从时间tO至时间tl)。虽然此附图中未示出，但是在LED 模块21未连接时，在时间tl后，连接确定单元5连续输出停止信号。当已经连接LED模块 21时，在时间tl去除停止信号，如图18(d)中所示，并且开始驱动信号Hour和Lout的输出，如上所述。
如图18(g)中所示，在直至时间tl的时段中，产生于特性设定单元2的电压具有由从设定电源3供应至电阻器R6的电流值Iref和电阻器R6的电阻值Rset确定的电压值， 如以上所描述。在时间tl后，开始输出驱动信号Hout和Lout，并且在电压转换单元8中生成预定输出电压。因此，产生于特性设定单元2的电压具有的电压值等于时间tl后电压转换单元8的输出电压。如图18(h)中所示，在直至时间tl的时段期间，输入至特性确定单元4的信号类似于在特性设定单元2处生成的电压。在时间tl之后，不从设定电源3向电阻器R6供应电流，因为产生于特性设定单元2的电压大于由电阻器R7和电阻器R8的分压确定的电压。 为此原因，输入至特性确定单元4的信号等于通过电阻器R7和R8的分压获得的电压。因此，在时间tl后，停止特性确定单元4执行的信息确定操作，以防止错误地确定LED模块21 的信息。总之，紧接在如图18 (a)中所示地输入DC电力DC后，开始来自控制电源7的控制电力电压的供应，如图18(b)中所示。如果控制电力电压达到预定水平的时间为tO，则设定电源3从时间tO开始以恒定电流Iref供应控制电力(图18(c))。虽然特性确定单元4 和连接确定单元5从时间tO开始它们的操作，但是连接确定单元5具有定时器，并且在直至时间tl的预定时段期间通过输出停止信号来防止从驱动电路9输出驱动信号，而不考虑 LED模块21的连接，如图18(d)中所示。同时，在从时间tO至时间tl的时段期间，特性确定单元4确定预先设定于设定单元2中的信息，并输出对应于设定电流值的设定信号至反馈操作电路10。当LED模块21在时间tl已经连接时，通过连接确定单元5去除停止信号，并且如图18(f)中所示地输出驱动信号Hout。先于驱动信号Hout，在简短的时段输出驱动信号Lout，如图18(e)中所示，使得开通开关设备Q5，并且因此，经由二极管D2对电容器C5进行充电。通过使用此电容器 C5作为电源，使得Hout端子的电位大于Hgnd端子的电位，并且致能对开关设备Q4的栅极的驱动。首先仅开通开关设备Q5 —次，这是足够的。在开始了开关设备Q4的导通和关断操作后，在再生二极管(regenerative diode)D4导通时，开关设备Q4的源极的电位降低， 在该情况下，经由二极管D2对电容器C5进行充电。当在时间tl未连接LED模块21时，通过停止由连接确定单元5的定时器执行的时间计数来维持在时间tO的状态，并且将其维持直至LED模块21连接。这里，特性确定单元4重复特性确定操作。这里，此实施例中描述的LED模块和点亮装置包含于结合第一实施例描述的照明设备中(图9中)。如果在照明设备的组装期间，在点亮装置和插槽之间进行电连接的布线中发生了错误连接，具体地，如果连接端子Al和A2或连接端子Bl和B2已经错误地布线， 则通过特性确定单元4执行信息确定操作，并且开始输出驱动信号，如上述，因为此实施例的特性设定单元2仅由不具有极性的电阻器R6形成。为了处理已错误地连接了连接端子Al和A2的布线以及连接端子B1和B2的布线的情况，期望将相同的电路连接至照明设备的插槽26和27。S卩，如图15中所示，电压转换单元8的输出端子不仅连接至连接端子Al和A2，而且也连接至连接端子Bl和B2。通过这样做，即使在特性设定单元2和光源单元1连接至点亮装置的连接端子Bl和B2时，特性设定单元2和光源单元1也能够操作，结果是不必担心归因于错误连接的故障，并且因此，不做任何改变而使用它是可能的。此外，即使在用户从照明设备去除LED模块21，并且然后将其重新安装在照明设备中时，不存在归因于反向连接的故障，并且能够不做任何改变而使用它。另外，甚至在输入电压低于例如预定电压V3时，当连接确定单元5配置为输出停止信号时(见图17)，即使在连接端子Al和A2之间或在连接端子Bl和B2之间由于任何原因而发生短路时，连接确定单元5也输出停止信号。这样，点亮装置保持静态，并且能够安全地使用点亮装置和LED模块。这里，虽然以上描述了特性确定单元4在驱动信号开始被输出后停止特性确定操作，但是响应于从连接确定单元5输出的停止信号而停止特性确定操作是可能的，这未示于图中。如上述，本实施例的点亮装置与第一至第三实施例的那些点亮装置具有相同效果，并且甚至在归因于照明设备的错误布线或用户的过失，LED模块以反向方向安装时，也能够使用它们，而不会引起故障。此外，此实施例配置为检测供应至LED模块的电流并执行反馈控制，使得供应至 LED模块的电流能够被进一步稳定，由此防止过量的电流供应至LED模块。此外，当电子部件的偶发事件击穿或布线异常发生时，布线异常诸如是短路或开路，停止点亮设备，由此相当大地提高了可靠性。如果连接端子Al和A2与连接端子Bl和B2之间的距离和端子A1、A2、B1和B2的形状与线性荧光灯中的那些相同，则能够避免对新插槽的开发的投资，因为常规插槽能够用作照明设备的插槽26和27，无需做任何改变。相反，如果端子之间的距离和端子的形状设计为与线性荧光灯的那些不同，则在一个引脚管座设置有两个端子的情况下，有必要新开发对应的插槽，但是常规主体可以用作照明设备的主体。
权利要求
1.一种光源模块，包括光源单元，包括彼此电连接的多个发光二极管(LED)；特性设定单元，用于设定关于所述LED的电特性的特性信息；第一引脚管座，具有第一电极和第二电极；以及第二引脚管座，具有第三电极和第四电极，其中，从点亮装置供应的直流(DC)电压施加于所述第一电极和所述第二电极之间，或施加于所述第三电极和所述第四电极之间，恒定电压供应至所述光源单元的所述LED的阳极侧，并且所述特性设定单元连接于所述第一电极和所述第二电极之间和/或所述第三电极和所述第四电极之间。
2.一种点亮装置，包括如权利要求1所述的光源模块；电压转换单元，包括至少一个开关设备，用于接收外部DC电压或通过对输入交流(AC) 电压进行整流而获得的整流电压作为电力，并且用于通过开通和关闭对应的开关设备而将所接收的电压转换成期望的电压，由此供应所述期望的电压至所述光源模块的所述第一引脚管座或所述第二引脚管座；设定电源，用于经由所述第一引脚管座或所述第二引脚管座将电力供应至所述特性设定单元；以及特性确定单元，用于确定所述特性信息，其中，所述第一引脚管座和所述第二引脚管座具有可附接于用于荧光灯的照明设备的结构，并且所述特性确定单元基于在引脚管座处生成的信号来确定所述特性信息，所述引脚管座不同于与所述电压转换单元连接的引脚管座。
3.一种照明设备，包括如权利要求1所述的光源模块；以及如权利要求2所述的点亮装置。
全文摘要
一种光源模块，包括光源单元，包括彼此电连接的多个发光二极管(LED)；特性设定单元，用于设定关于所述LED的电特性的特性信息；第一引脚管座，具有第一电极和第二电极；以及第二引脚管座，具有第三电极和第四电极，其中，从点亮装置供应的直流(DC)电压施加于所述第一电极和所述第二电极之间，或施加于所述第三电极和所述第四电极之间，恒定电压供应至所述光源单元的所述LED的阳极侧，并且所述特性设定单元连接于所述第一电极和所述第二电极之间和/或所述第三电极和所述第四电极之间。
文档编号H05B37/02GK102307410SQ20111010824
公开日2012年1月4日 申请日期2011年4月25日 优先权日2010年4月26日
发明者滨本胜信, 藤本幸司 申请人:松下电工株式会社