专利名称：Led荧光灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发光二极管(LED)荧光灯，并且更加具体地，涉及能够在没有要求附加设备的安装或者布线的变化的情况下在各种类型的现有的荧光灯镇流器中容易地使用的LED荧光灯。
背景技术：
由于先前被用作低功率指示灯的发光二极管(LED)的光学效率的改进，已经逐渐地扩展LED的应用范围。LED，不同于其它的光源，不包含汞并且从而被认为是不影响环境的光源。因此，LED作为用于移动终端、液晶显示(LED)TV、或者汽车的下一代光源已经引起人们的关注。因此，在过去的数百年已经被用作主要的光源的白炽灯或者荧光灯被快速地替换为LED荧光灯。然而，为了用LED荧光灯替换现有的荧光灯，必须更改布线或者灯架或者又安装专用于LED荧光灯的荧光灯镇流器。因此，LED荧光灯还没有被广泛使用。
发明内容
本发明提供了一种发光二极管(LED)荧光灯，在没有要求附加设备的安装或者更改布线的情况下通过各种类型的现有的荧光灯镇流器能够驱动该发光二极管(LED)荧光灯。根据本发明的方面，提供了一种LED荧光灯，该LED荧光灯包括LED阵列，所述 LED阵列包括被串联地连接的多个LED ;第一至第四连接引脚；第一至第四电容器，所述第一至第四电容器被分别连接至所述第一至第四连接引脚；第一二极管，所述第一二极管具有被连接至所述第一电容器的第二端的阳极和被连接至所述LED阵列的第一端的阴极；第二二极管，所述第二二极管具有被连接至所述LED阵列的第二端的阳极和被连接至所述第二电容器的第二端的阴极；第三二极管，所述第三二极管具有被连接至所述LED阵列的所述第二端的阳极和被连接至所述第三电容器的第二端的阴极；以及第四二极管，所述第四二极管具有被连接至所述第四电容器的第二端的阳极和被公共地连接至所述LED阵列的所述第一端和所述第一二极管的所述阴极的阴极。根据本发明的另一方面，提供了一种LED荧光灯，该LED荧光灯包括LED阵列， 所述LED阵列包括被串联地连接的多个LED;第一至第四连接引脚；第一二极管，所述第一二极管具有被连接至所述LED阵列的第一端的阴极；第二二极管，所述第二二极管具有被连接至所述LED阵列的第二端的阳极；第三二极管，所述第三二极管具有被公共地连接至所述LED阵列的所述第二端和所述第二二极管的所述阳极的阳极；第四二极管，所述第四二极管具有被公共地连接至所述LED阵列的所述第一端和所述第一二极管的所述阴极的阴极；第五二极管，所述第五二极管具有被连接至所述第一连接引脚的阳极和被连接至所述第一二极管的阳极的阴极；第六二极管，所述第六二极管具有被连接至所述第二二极管的阴极的阳极和被连接至所述第二连接引脚的阴极；第七二极管，所述第七二极管具有被连接至所述第三二极管的阴极的阳极和被连接至所述第三连接引脚的阴极；第八二极管，所述第八二极管具有被连接至所述第四连接引脚的阳极和被连接至所述第四二极管的阳极的阴极；第九二极管，所述第九二极管具有被连接至所述第一连接引脚的阴极和被连接至所述第二二极管的所述阴极的阳极；第十二极管，所述第十二极管具有被连接至所述第五二极管的所述阴极的阴极和被连接至第二连接引脚的阳极；第十一二极管，所述第十一二极管具有被连接至所述第四连接引脚的阴极和被连接至所述第七二极管的所述阳极的阳极；以及第十二二极管，所述第十二二极管具有被连接至所述第八二极管的所述阴极的阴极和被连接至所述第三连接引脚的阳极。根据本发明的另一方面，提供了一种LED荧光灯，该LED荧光灯包括第一至第η LED阵列，所述第一至第n LED阵列被并联地相互连接；第一二极管，所述第一二极管具有被连接至第一结点的阴极，所述第一结点公共地连接至所述第一至第n LED阵列的第一端； 第二二极管，所述第二二极管具有被连接至第二结点的阳极，所述第二结点公共地连接至所述第一至第n LED阵列的第二端；第三二极管，所述第三二极管具有被公共地连接至所述第二结点和所述第二二极管的所述阳极的阳极；第四二极管，所述第四二极管具有被公共地连接至所述第一结点和所述第一二极管的所述阴极的阴极；第五二极管，所述第五二极管具有被连接至第一连接引脚的阳极和被连接至所述第一二极管的阳极的阴极；第六二极管，所述第六二极管具有被连接至所述第二二极管的阴极的阳极和被连接至所述第二连接引脚的阴极；第七二极管，所述第七二极管具有被连接至所述第三二极管的阴极的阳极和被连接至所述第三连接引脚的阴极；以及第八二极管，所述第八二极管具有被连接所述第四连接引脚的阳极和被连接至所述第四二极管的阳极的阴极。根据本发明的另一方面，提供了一种LED荧光灯，该LED荧光灯包括第一至第四连接引脚；第一至第四电容器，所述第一至第四电容器分别被连接至所述第一至第四连接引脚；第一二极管，所述第一二极管具有被连接至所述第一电容器的第二端的阳极 ’第二二极管，所述第二二极管具有被连接至所述第二电容器的第二端的阴极；第三二极管，所述第三二极管具有被连接至所述第二二极管的阳极的阳极和被连接至所述第三电容器的第二端的阴极；第四二极管，所述第四二极管具有被连接至所述第四电容器的第二端的阳极和被连接至所述第一二极管的阴极的阴极；第五二极管，所述第五二极管具有被连接至所述第一连接引脚的阳极和被连接至所述第一二极管的所述阳极的阴极；第六二极管，所述第六二极管具有被连接至所述第二二极管的所述阴极的阳极和被连接至所述第二连接引脚的阴极；第七二极管，所述第七二极管具有被连接至所述第三二极管的所述阴极的阳极和被连接至所述第三连接引脚的阴极；第八二极管，所述第八二极管具有被连接至所述第四连接引脚的阳极和被连接至所述第四二极管的所述阳极的阴极；以及LED阵列电路所述LED阵列电路单元具有被连接至第一结点的第一端和被连接至第二结点的第二 端，所述第一结点连接至所述第一二极管的所述阴极和所述第四二极管的所述阴极，所述 第二结点连接至所述第二二极管的所述阳极和所述第三二极管的所述阳极，所述LED阵列 电路单元包括被串联地连接的至少一个LED阵列和至少一个电感器。
通过参考附图详细地描述优选实施例，本发明的上述和其它特点以及优点将会变 得更加明显，其中图1示出根据本发明的第一示例性实施例的发光二极管(LED)荧光灯的电路图；图2示出图1中所示的LED阵列的电路图；图3示出根据本发明的第二示例性实施例的LED荧光灯的电路图；图4示出根据本发明的第三示例性实施例的LED荧光灯的电路图；图5示出根据本发明的第四示例性实施例的LED荧光灯的电路图；图6A至图6C示出根据本发明的第五示例性实施例的LED荧光灯的电路图；图7示出根据本发明的第六示例性实施例的LED荧光灯的电路图；图8A至图8J示出根据本发明的第七示例性实施例的LED荧光灯的电路图；图9示出用于解释当使用作为负载的荧光灯时串联谐振荧光灯电子镇流器的操 作的电路图；图10示出图9中所示的串联谐振电子镇流器的电路图；图11示出在正常状态下的荧光灯的驱动的早期被施加于荧光灯的两端的电压的 波形图；图12示出在异常状态下的荧光灯的驱动的早期被施加于荧光灯的两端的电压的 波形图；图13示出包括第五示例性实施例的LED荧光灯的串联谐振电子镇流器的电路 图；图14不出与被施加于LED突光灯负载的电压的变化有关的模拟结果；图15示出在图13中所示的LED阵列中流动的电流的时序图；以及图16示出包括第七示例性实施例的LED荧光灯的串联谐振电子镇流器的电路图。
具体实施例方式在下文中将会参考附图详细地描述本发明，其中示出本发明的示例性实施例。荧光灯电子镇流器主要可以分成半桥型、瞬时启动型或者预热启动型荧光灯电子 镇流器。根据本发明的示例性实施例的LED荧光灯可以被构造为简单地应用于几乎所有类 型的荧光灯镇流器。在下文中将会详细地描述根据本发明的示例性实施例的LED荧光灯的 结构和应用了根据本发明的示例性实施例的LED荧光灯的各种类型的荧光灯镇流器的操 作。图1示出根据本发明的第一示例性实施例的LED荧光灯110的电路图。参考图1， LED荧光灯110可以包括LED阵列10、多个电容器C11至C14、以及多个外部连接引脚，SP， 第一至第四连接引脚111至114。LED荧光灯110可以包括相互并联地连接的两个或者多个LED阵列10。LED荧光灯110的结构能够直接地应用于根据本发明的其它示例性实施例的LED荧光灯。LED阵列10可以包括被串联地连接的多个LED (未示出)、阳极端子IOa以及阴极端子10b。电容器Cll可以被连接在阳极端子IOa与第一连接引脚111之间。电容器C12 可以被连接在阴极端子IOb与第二连接引脚112之间。电容器C13可以被连接在阳极端子 IOa与第三连接引脚113之间。电容器C14可以被连接在阴极端子IOb与第四连接引脚114 之间。电容器Cll至C14经由第一至第四连接引脚111至114可以被连接至诸如半桥型电子镇流器这样的荧光灯镇流器，并且从而可以控制荧光灯镇流器的串联谐振电路的电容。由于串联谐振电路的电容的变化，镇流器内部的荧光灯镇流器中的电流控制电感器的阻抗可以增加，并且因此，在LED荧光灯110中流动的电流量可以减小。因此，在不需要修改典型的荧光灯电子镇流器的结构的情况下通过使用典型的荧光灯电子镇流器能够控制LED 荧光灯110的功率消耗。图2示出图I中所示的LED阵列10的电路图。参考图2 (a)，LED阵列10可以包括串联连接的多个LED 01至0 。或者，为了更好地保护LED D1至Dn，在与其中LED D1至Dn被排列的方向相反的方向中，如图2(b)中所示，LED阵列10还可以包括分别被并联地连接至LED 01至011的多个稳压二极管Z1至Zn。在这样的情况下，如果阳极端子IOa处的施加电压相对于阴极端子IOb 来说是正的，那么电流可以流过LED 01至0 。另一方面，在输入AC电压的负周期期间，电流可以流过稳压二极管Z1至2 。电流流过稳压二极管Z1至2 可以变成无效的损失。因此， 为了防止反向电流流过稳压二极管Z1至Zn并且从而提高效率，对第一示例性实施例可以进行各种修改，并且将会在下文中对其进行详细地描述。图3示出根据本发明的第二示例性实施例的LED荧光灯120的电路图。除了下面的不同之处，第二不例性实施例与第一不例性实施例相同，不同之处在于LED突光灯120包括被串联地连接至LED阵列12的任何一端的两个附加的二极管D21和D22。参考图3，二极管D21可以被连接在LED阵列12的阳极端子与电容器C21和C23之间的结点之间，并且二极管D22可以被连接在LED阵列12的阴极端子与电容器C22和C24之间的结点之间。由于二极管D21和D22,不管荧光灯镇流器的输出端子的极性，稳定电流可以在LED荧光灯120中流动。图4示出根据本发明的第三示例性实施例的LED荧光灯130的电路图。参考图4， LED荧光灯130可以包括多个二极管D31至D34，并且从而不管被施加于第一至第四连接引脚 131至134的AC电压的相位的变化，能够在各种荧光灯镇流器中稳定地操作。图5示出根据本发明的第四示例性实施例的LED荧光灯140的电路图。除了下面的不同之处，第四不例性实施例与第三不例性实施例相同，不同之处在于LED突光灯140包括多个附加二极管D45至D48。参考图5，多个电容器C41至C44可以分别被连接至第一至第四连接引脚141至144，并且二极管D45至D48可以分别并联地被连接至电容器C41至C44。图6A至图6C不出根据本发明的第五不例性实施例的LED突光灯150的电路图。 参考图6A，LED荧光灯150可以包括多个二极管D51至D54,并且从而可以不管被施加于第一至第四连接引脚151至154的AC电压的相位中的变化，在各种荧光灯镇流器中能够稳定地操作。第五不例性实施例与第一不例性实施例的不同之处在于，LED突光灯150包括多个附加二极管D55至D58。参考图6A，多个电容器C51至C54可以分别被连接至第一至第四连接引脚151至154，并且二极管D55至D58可以分别被并联地连接至电容器C51至C54。LED荧光灯150还可以包括多个二极管D59至D62。二极管D59的阴极可以被连接至第一连接引脚151，并且二极管D59的阳极可以被连接至二极管D52的阳极。二极管D6tl的阳极可以被连接至第二连接引脚152，并且二极管D6tl的阴极可以被连接至二极管D51的阳极。二极管D61的阴极可以被连接至第四连接引脚154，并且二极管D61的阳极可以被连接至二极管D53的阴极。二极管D62的阳极可以被连接至第三连接引脚153，并且二极管D62的阴极可以被连接至二极管D54的阳极。由于LED荧光灯150具有对称结构并且从而关于被施加到那里的电压对称地执行操作，所以能够在现有的荧光灯组件中容易地使用LED荧光灯 150。如图6B中所示，在LED荧光灯150中不能使用电容器C51至C54。LED荧光灯150 可以包括多于一个的LED阵列，例如，被相互并联地连接的第一至第n LED阵列15a至15η， 如图6C中所示。图7示出根据本发明的第六示例性实施例的LED荧光灯170的电路图。参考图 7, LED荧光灯170可以包括第一至第四连接引脚171至174、被连接在第一和第三连接引脚 171和173之间的电感器L71、以及被连接在第二和第四连接引脚172和174之间的电感器 L72。电感器L71和L72可以在灯电子镇流器的操作的早期用作荧光灯的灯丝，并且从而可以防止灯丝检测/保护电路进行操作。另外，当LED荧光灯170被打开时，电感器L71和L72的电感器可以被添加至谐振电路的电感器，从而控制被施加于LED荧光灯170的功率。通过电阻器可以替换电感器L71和L72。图8A至图81示出根据本发明的第七示例性实施例的LED荧光灯190的电路图。 参考图8A，LED荧光灯190可以包括多个二极管D91至D94、被连接在二极管D91的阴极和二极管D94的阴极之间的第一结点与二极管D92的阳极和二极管D93的阳极之间的第二结点之间的LED阵列19、以及多个电感器L91至L93。被串联地连接至LED阵列19的电感器L93可以改变LED阵列19的阻抗并且从而当LED荧光灯190被打开时可以控制LED荧光灯19的电流。电感器L93可以被提供在第一和第二结点之间的任何位置上。可以通过电阻器R91和R92分别替换电感器L91和L92,如图8B中所示。电感器L93可以被连接在LED阵列19和第二结点之间，如图SC中所示。参考图8D，LED荧光灯190可以包括具有第一和第二 LED阵列19a和19b的LED 阵列电路和被连接在第一和第二 LED阵列19a和19b之间的电感器L93。多于一个电感器和多于一个LED阵列可以被连接在第一和第二结点之间。即，包括大量的LED阵列和大量的电感器的LED阵列电路单元可以被连接在第一和第二结点之间。参考图8E和图8F，LED荧光灯190可以包括具有电感器L93和第一至第n LED阵列19a至19η的LED阵列电路单元。参考图8G和图8Η，LED荧光灯190可以包括具有第一至第η电感器L39a至L39n和第一至第n LED阵列19a至19η的LED阵列电路单元。参考图8I，LED荧光灯190可以包括分别具有被并联地相互连接的第一至第n LED 阵列1\至19n、被并联地相互连接的第(n+1)个至第2n LED阵列19“至Wlri、以及分别被连接在第一至第n LED阵列19a至19n与第(n+1)个至第2n LED阵列19^至Wlri之间的第一至第η电感器L93a至L93n的LED阵列电路单元。参考图8J，LED荧光灯190可以包括具有被并联地相互连接的第一至第n LED阵列19a至19n、被并联地相互连接的第(n+1)个至第2n LED阵列19“至1 +以及被连接在第一至第n LED阵列19a至19n与第(n+1)个至第2n LED阵列19^至Wlri之间的电感器L93的LED阵列电路单元。LED荧光灯190的LED阵列电路单元可以具有除了在此提出的之外的各种结构。在不需要更改任何电路的情况下能够在各种现有的荧光灯镇流器中容易地使用 LED荧光灯110至120，并且以图6A、图6B或者图6C中所示的LED荧光灯150为例在下文中将会对其更加详细地描述。图9示出用于解释当使用作为负载的荧光灯200时串联谐振荧光灯电子镇流器的操作的电路图。参考图9，包括电感器Ltl和电容器C的串联谐振电路可以被连接至高频率地操作的逆变器的输出端子，并且荧光灯200可以被并联地连接在电容器C的两端，从而通过逆变器Ltl的谐振电压引起初始放电操作。一旦执行了初始放电操作，串联谐振电路可以控制在荧光灯200中朝着电感器Ltl流动的流量。图10示出图9中所示的串联谐振突光灯电子镇流器的电路图。参考图10,驱动逆变器的开关电路Q1和Q2以在控制电路的控制下以固定的频率进行操作，并且从而，串联谐振荧光灯电子镇流器可以被分类成强迫振荡型荧光灯镇流器。包括旁路电容器Q、电感器Ltl以及谐振电容器仏的串联谐振电路可以被连接至逆变器的输出端子，从而驱动荧光灯 210。串联谐振荧光灯电子镇流器可以以由控制电路事先确定的固定的频率进行操作。因此，不同于自我振荡型荧光灯镇流器，串联谐振荧光灯电子镇流器可能具有各种缺点。然而，由于半导体技术的最新发展，能够最小化切换损失，并且能够通过连续地监测荧光灯 210的操作状态而稳定串联谐振荧光灯电子镇流器的操作。因此，串联谐振荧光灯电子镇流器能够用于各种荧光灯。然而，由于串联谐振荧光灯电子镇流器是专为荧光灯设计的，串联谐振荧光灯电子镇流器可能不能控制被施加于LED荧光灯的功率，LED荧光灯具有不同于典型的荧光灯的特性。另外，在打开荧光灯210的早期，基于典型的荧光灯的特性设计的灯负载异常状态检测电路220可以被驱动以进行操作，并且从而可以驱动逆变器的保护电路以进行操作。 因此，荧光灯210不能够被正确地打开。图11示出在正常的状态下的荧光灯的驱动的早期被施加于荧光灯的两端的电压的波形图。参考图11，驱动典型的荧光灯的早期可以包括大约I秒钟长的预热阶段a、大约 O. 13秒长的放电阶段b以及正常的打开阶段C。图12示出在异常的状态下的荧光灯的驱动的早期被施加于荧光灯的两端的电压的波形图。参考图12，在大约I. 6秒长的预热时段d期间，并且在大约O. 62秒长的放电时段e之后，由于被施加于荧光灯的两端的高电压可以驱动保护电路以进行操作。可以忽略荧光灯的负载直到初始化放电操作。在下文中将会详细地描述在放电操作的初始化之前的荧光灯的操作特性。通过等式(I)可以定义包括具有电感器Ltl的电感器和具有电容C1的电容器的串联谐振电路的品质因数Q0:
权利要求
1.一种LED荧光灯，包括LED阵列，所述LED阵列包括被串联地连接的多个LED ；第一至第四连接引脚；第一二极管，所述第一二极管具有被连接至所述LED阵列的第一端的阴极；第二二极管，所述第二二极管具有被连接至所述LED阵列的第二端的阳极；第三二极管，所述第三二极管具有被公共地连接至所述LED阵列的所述第二端和所述第二二极管的所述阳极的阳极；第四二极管，所述第四二极管具有被公共地连接至所述LED阵列的所述第一端和所述第一二极管的所述阴极的阴极；第五二极管，所述第五二极管具有被连接至所述第一连接引脚的阳极和被连接至所述第一二极管的阳极的阴极；第六二极管，所述第六二极管具有被连接至所述第二二极管的阴极的阳极和被连接至所述第二连接引脚的阴极；第七二极管，所述第七二极管具有被连接至所述第三二极管的阴极的阳极和被连接至所述第三连接引脚的阴极；第八二极管，所述第八二极管具有被连接至所述第四连接引脚的阳极和被连接至所述第四二极管的阳极的阴极；第九二极管，所述第九二极管具有被连接至所述第一连接引脚的阴极和被连接至所述第二二极管的所述阴极的阳极；第十二极管，所述第十二极管具有被连接至所述第五二极管的所述阴极的阴极和被连接至第二连接引脚的阳极；第十一二极管，所述第十一二极管具有被连接至所述第四连接引脚的阴极和被连接至所述第七二极管的所述阳极的阳极；以及第十二二极管，所述第十二二极管具有被连接至所述第八二极管的所述阴极的阴极和被连接至所述第三连接引脚的阳极。
2.—种LED荧光灯，包括第一至第n LED阵列，所述第一至第n LED阵列被并联地相互连接；第一二极管，所述第一二极管具有被连接至第一结点的阴极，所述第一至第n LED阵列的第一端公共地连接至所述第一结点；第二二极管，所述第二二极管具有被连接至第二结点的阳极，所述第一至第n LED阵列的第二端公共地连接至所述第二结点；第三二极管，所述第三二极管具有被公共地连接至所述第二结点和所述第二二极管的所述阳极的阳极；第四二极管，所述第四二极管具有被公共地连接至所述第一结点和所述第一二极管的所述阴极的阴极；第五二极管，所述第五二极管具有被连接至第一连接引脚的阳极和被连接至所述第一二极管的阳极的阴极；第六二极管，所述第六二极管具有被连接至所述第二二极管的阴极的阳极和被连接至所述第二连接引脚的阴极；第七二极管，所述第七二极管具有被连接至所述第三二极管的阴极的阳极和被连接至所述第三连接引脚的阴极；以及第八二极管，所述第八二极管具有被连接所述第四连接引脚的阳极和被连接至所述第四二极管的阳极的阴极。
3.根据权利要求2所述的LED荧光灯，进一步包括第九二极管，所述第九二极管具有被连接至所述第一连接引脚的阴极和被连接至所述第二二极管的所述阴极的阳极；第十二极管，所述第十二极管具有被连接至所述第一二极管的所述阳极的阴极和被连接至所述第二连接引脚的阳极；第十一二极管，所述第十一二极管具有被连接至所述第四连接引脚的阴极和被连接至所述第三二极管的所述阴极的阳极；以及第十二二极管，所述第十二二极管具有被连接至所述第四二极管的所述阳极的阴极和被连接至所述第三连接引脚的阳极。
全文摘要
本发明提供了一种使用多个LED作为光源的发光二极管(LED)荧光灯，它是不妨碍生态环境的并且能够有助于能量保存。该LED荧光灯包括LED阵列，该LED阵列包括被串联地连接的多个LED；第一至第四连接引脚；第一至第四电容器，该第一至第四电容器被分别连接至第一至第四连接引脚；第一二极管，该第一二极管具有被连接至第一电容器的第二端的阳极和被连接至LED阵列的第一端的阴极；第二二极管，该第二二极管具有被连接至LED阵列的第二端的阳极和被连接至第二电容器的第二端的阴极；第三二极管，该第三二极管具有被连接至LED阵列的第二端的阳极和被连接至第三电容器的第二端的阴极；以及第四二极管，该第四二极管具有被连接至第四电容器的第二端的阳极和被公共地连接至LED阵列的第一端和第一二极管的阴极的阴极。在没有要求附加设备的安装和布线的更改的情况下，能够在各种类型的荧光灯镇流器中容易地使用LED荧光灯。
文档编号H05B37/02GK102612219SQ20121004814
公开日2012年7月25日 申请日期2009年11月19日 优先权日2009年2月5日
发明者朴明求 申请人:朴明求, 锦湖电机株式会社