CN116428532A - 用于替代荧光管灯的led灯 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于替代荧光管灯的LED灯。用于电路的隔离开关具有第一电触头和第二电触头，以用于使连接到第一电触头和第二电触头的电路连接或断开。每个触头具有带有触头基座的第一端和带有用于将第一电触头电连接到第二电触头的触点的第二端。隔离开关具有隔离性的支撑件，用于支撑第一电触头和第二电触头，使得第一电触头在机械预加载状态下在触点处与第二电触头接触以将电路电连接。第一电触头和第二电触头可以通过隔板分开。

Description

用于替代荧光管灯的LED灯
本申请是申请号为201810306045X、申请日为2018年4月8日、发明名称为“用于替代荧光管灯的LED灯”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及用于替代传统荧光灯管的改装LED灯的隔离开关装置。
背景技术
传统灯具壳体中使用的传统荧光灯管具有直形、新月形或圆形主体，管的最大长度为2400mm。荧光灯管通常是在内表面上具有涂层的低压放电灯，涂层包括诸如磷光体的荧光材料。荧光管灯通常包括气密玻璃管、惰性气体填充物和电极。在荧光灯管的每一端，都有带有两个对称定位的接触引脚的盖子，电极连接到该接触引脚。通过这两个接触引脚向荧光灯管提供电力供应。
例如以节能为目的，用改装LED灯(后文称LED灯)替代荧光灯管现在变得很普遍。改装应理解为是指在不改变荧光灯管的灯具壳体的情况下用LED灯替代荧光灯管。灯具壳体包括基座、至少两个管保持件以及操作荧光灯管所需的电子器件。改变荧光灯管可能不包括通过其他方式取下或更换启动器或负载或镇流器的可选要求。
当用LED灯替代荧光灯管时，可能会发生在LED灯组装过程中与触电威胁相关的问题。根据电力领域的安全规定，灯具壳体被构造为使得当更换荧光灯管时，即使荧光灯管壳体没有断开，也不可能触及任何电压承载部件。
即使更换荧光灯管而使得管只有一端与灯具壳体的管保持件的触头相接触从而更换灯管的人可以接触到管的另一端时，也必须遵守这一要求。这个要求是通过荧光灯管自动实现的，因为在灯管中的气体被电压脉冲电离之前没有电流流过充气的荧光灯管。该启动脉冲由所谓的镇流器产生。换句话说，除非被电离，荧光灯管中的气体是不导电的。因此，灯具壳体的电气结构使得需要产生启动脉冲以将荧光灯管的两端彼此电连接。因此，荧光灯管通过建设性措施防止更换期间的触电危险。
对于LED灯，这种电气安全要求无法自动满足。LED灯通常包括印刷电路板或相应的结构，其上安装有LED和其他电子组件以及诸如用于LED的驱动器装置等驱动器。这些组件的目的是将电源的交流电压转换为直流电压并控制LED所需的直流电流。实际上，如果LED灯的一端连接到灯具壳体的管保持件上，LED灯就会通电。换句话说，LED灯可能在未由镇流器提供启动脉冲的情况下始终处于导电状态。因此，当LED灯安装在荧光灯具壳体上时，LED灯一端的接触引脚可以连接到荧光灯具壳体的一个管保持件的触头，而LED灯的另一端可能仍然保持在荧光灯具壳体外。结果，安装或更换LED灯的人可能触摸LED灯的带有电压的空闲引脚。
US2011/0260614公开了一种用于替代荧光灯管的LED灯。该LED灯包括安全单元，以防止电压通过LED灯从其一端传递到另一端，直到从灯具壳体的对应管保持件供应到一对接触引脚的电压分别在LED灯的每端处检测到。在该LED灯内部，至少有一条光学线路，该光学线路布置成将与安全单元相关的控制或测量信号从LED灯的一端传送到另一端，而没有电容泄漏电流。但是，安全单元昂贵，并且本身可能会有导致触电的故障。
发明内容
鉴于已知的现有技术，本发明的目的是提供在传统荧光灯管的灯具壳体中更换LED灯时防止触电的简单且便宜的解决方案。
该目的通过根据独立权利要求的具有隔离开关装置的LED灯以及用LED灯替代荧光管灯的方法来解决。带有这种隔离开关的LED灯容易制造并且每个单元的生产成本低。优选实施例由从属权利要求、说明书以及附图给出。
该LED灯包括透明管，该透明管包括：LED照明模块；管的第一端处的第一接触引脚和管的第二端处的第二接触引脚，用于将LED灯电气地和机械地连接到灯具壳体，其中第一接触引脚和第二接触引脚与用于驱动LED照明模块的LED驱动器形成电路。在第一引脚和第二引脚之间的电路中布置隔离开关，用于在安装LED灯期间将第一引脚与第二引脚断开连接。
第一引脚和/或第二引脚也可以作为一对引脚存在，每个引脚都如传统荧光灯管的形状因子那样。
隔离开关可以包括第一电触头和第二电触头，第一电触头和第二电触头在下文中也被描述为第一触头和第二触头。每个触头可以在第一端具有触头基座并且在第二端可以具有触点。触头的触头基座用于将触头组装到支撑件或直接组装到电路板上，并且优选用于经由电路板或电线将触头电接触到电路。触点用于将第一触头电连接到第二触头，以闭合第一引脚和第二引脚之间的电路。第一触头和第二触头之间的电连接是可分开的。可分开意在表示第一触头可以与第二触头电分离。
支撑件可以是安装支架或电路板。支撑件可以是部分或整体隔离性的。每个触头也可以具有突起，突起可以通过包覆模制或通过卡扣连接而连接到支撑件。
隔离在这里被理解为指的是不传导对人体有害的量的电的非导电布置。这并不一定意味着隔离性的部件是完全隔离性的从而根本不进行电流传导，但隔离至少使得实现防止电流的有害传导的功能。
第一触头和第二触头可以在它们的第一端处或在相应触头的第一端和第二端之间的位置处牢固地附接到支撑件，使得第一触头在机械预加载状态下在其第二端(各自的触点)处与第二触头接触。因此，连接到第一触头和第二触头的电路被电闭合或连接。
第一触头和第二触头之间的接触电阻取决于接触力并且随着第一触头和第二触头之间的触点处的接触力增大而减小。在优选实施例中，第一电触头和第二电触头可以是柔性弹簧触头。
弹簧触头可以是来自连续金属条的模切或冲压件，其因此经历机械弯曲以实现期望的弹簧形状。这两个制造阶段可以使用连续工具无缝地进行，也可以单独地借助独立的冲压和弯曲工具进行。优选地，被设计为弹簧触头或其一部分的每个触头可以具有与字符“c”或“u”中的一个类似的形状，但是也可以具有任何其他形状。
接触弹簧的形状与弹簧刚度有关，弹簧刚度意味着接触力和弹簧偏转。每个弹簧触头可以设计为单件式装置或具有例如附加的支撑弹簧的多件式装置。在优选实施例中，触头的第二端具有带弯曲部分的字符“u”的形状，用于通过使第一电触头在触点处与第二电触头接触来产生弹簧力。
在优选实施例中，触头由青铜材料制成。青铜是一种主要由添加了其他成分的铜组成的合金。在大多数情况下，添加的一种成分通常是锡，砷、磷、铝、锰和硅也可用于在材料中产生不同的性质。所有这些成分都产生比单独的铜硬得多的合金。材料的优选实施例是CuFe2P、CuZn36、CuNi18Zn20、CuSn6、CuNi9Sn2、CuNi20Mn20、CuTi2、CuZn23AlCo以及CuBe2。
在优选实施例中，可以使用铍铜合金。这种合金是一种具有优异的弹簧特性和高材料强度的材料。其他优点是通过打开和关闭实现的触头的耐腐蚀性和自清洁行为。接触弹簧也可以由钢制成。接触弹簧也可以镀有金、银、锡、钨或镍或者可以是它们的合金。
用于触头的隔离性的支撑件可以由诸如塑料、陶瓷或烧结材料的材料通过注塑、压制工艺或烧结工艺制成。
支撑件可以具有立方体形状，其具有用于隔板的底座，隔板用于分离第一触头和第二触头以断开可以连接到触头的电路。底座可能是可以为喇叭口形的槽。喇叭口旨在表示锥形扩张或缩小式开口。为了将第一触头与第二触头分开，隔板可以在隔离开关的第一触头和第二触头之间张紧。
隔板可以具有比宽度更长的长度并且可以具有近似矩形的形状。隔板由绝缘或隔离性的材料制成。绝缘材料的电导率范围为10-8至10-26Scm-1。根据厚度，隔板具有平坦的设计。此外，相对于纵长侧方向而言，隔板具有：上部，该上部可以被设计成用于用手抓住隔板的保持件；以及用于将第一触头与第二触头分开的底部。为此，底部可以在隔离开关的第一触头和第二触头之间张紧，以将第一触头与第二触头机械地分开。这样，电路就会断开。隔板可以具有两个附加突起，用于限制隔板***端盖开口的***深度。隔板可以位于纵长侧或宽度侧。隔板可以在底部具有附加的切口。
第一引脚和第二引脚可以分别由LED灯的位于管的第一端和第二端上的端盖支撑。管本身可以由玻璃或塑料制成，围绕LED灯的纵长侧。
端盖可以本身或通过紧固件牢固地附接到管。该LED灯可以进一步包括一些电子器件，电子器件可以是LED驱动器的一部分，该LED驱动器分别为多个LED照明模块或LED照明模块的阵列供电。第一引脚可以通过电路板或电线连接到隔离开关的第一触头。隔离开关可牢固地附接到电路板上。隔离开关的第二触头可以通过电路板或电线连接到电子器件。
端盖可以具有开口，用于***隔板，通过在隔离开关的第一触头和第二触头之间张紧隔板而将第一触头与第二触头断开连接，以通过隔离开关断开第一引脚和电子器件之间的电路径，从而例如在故障情况下更换LED灯。
可替换地，隔板可以被移除以用于连接第一电触头和第二电触头，以便经由隔离开关连接第一引脚和电子器件之间的电路径。
端盖的开口的尺寸可以对应于隔板的底部的尺寸，使得隔板的***深度可以被隔板的突起限制。
本发明还提供了一种用LED替代传统荧光灯管的方法。
用LED灯替代传统荧光灯管的方法包括以下步骤：从灯具壳体中移除传统荧光灯管，然后在第一引脚位于管的第一端的情况下将LED灯***第一管保持件，并且在第二引脚位于管的第二端的情况下将第二引脚***第二管保持件，并且通过在LED灯***第一和第二管保持件之后闭合隔离开关，使第一引脚和第二引脚之间的电路连通。
闭合隔离开关可以通过从LED灯上拆下隔板以将隔离开关的第一触头连接到隔离开关的第二触头来实现。
附图说明
以下将参照附图解释本发明的优选实施例。优选实施例显示在下
面这些图中：
图1示出了隔离开关的第一实施例的剖视图。
图2示出了设计为弹簧触头的第一或第二触头的透视图。
图3示出了用于断开第一触头和第二触头的隔板的第一实施例。
图4示出了组装在电路板上的隔离开关的透视图。
图5示出了在LED灯中使用的处于闭合状态的隔离开关的第一实施例的透视图。
图6示出了借助用于LED灯中的隔板处于非闭合状态的隔离开关的第一实施例的透视图。
图7示出了灯座内的传统荧光灯管或LED灯的电路图。
图8示出了LED灯的示意图。
图9示出了具有LED灯的灯具壳体的透视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述本发明的优选实施例。相同或相似元件或具有相同效果的元件可以在多个附图中由相同的附图标记表示。可能会省略对这些元素的重复描述以免多余的描述。
图1示出了在本公开的LED灯中以电闭合状态使用的隔离开关100的剖视图。隔离开关100包括在触点111,121中彼此接触的第一电触头110和第二电触头120。第一电触头110和第二电触头120牢固地附接到支撑件130。触头110,120中的每个具有用于将触头110,120连接到电路的触头基座115,125。
图2详细示出了隔离开关100的第一和第二电触头110,120。触头110,120被设计为柔性的接触弹簧。每个接触弹簧在触头110,120的第一端处具有触头基座115,125，并且在触头110,120的第二端处具有触点111,121。触点111,121可以放置成彼此接触以闭合电路。每个触头110,120具有类似于“u”形的弯曲部117，以通过在触点111,121处将第一触头110压靠第二触头120来产生弹簧力。第一触头110和第二触头120之间的接触电阻取决于触点111,121处的力。触头110,120具有突起126，突起126可通过包覆成型或搭扣连接而连接到支撑件130。
图3示出了隔板140。隔板140的长度144比宽度145长，并且可以具有近似矩形的形状。隔板140具有平坦的设计，并具有上部141和用于将第一触头110与第二触头120分开的底部143，上部141被设计成用于用手抓住隔板140的保持件。为此目的，底部143在隔离开关100的第一触头110和第二触头120之间张紧，以将第一触头110与第二触头120分开。因此，电路将断开。隔板140可以具有两个额外的突起142，用于限制隔板140***端盖225的开口285中的***深度。
图4示出组装在电路板250上的处于电闭合状态的本发明的隔离开关100。第一触头110连接到第一对引脚210并且经由触点111,121连接到第二触头120。第一触头110和第二触头120通过在触点111,121处彼此压靠而处于机械预加载状态。弯曲部117将产生弹簧力。
支撑件130具有立方体形状，其具有用于隔板140的底座135，隔板140用于分离第一触头110和第二触头120，以断开可连接到触头110,120的电路。底座135具有喇叭口形状。喇叭口形意味着锥形扩展开口。为了将第一触头110与第二触头120分离，可以将隔板140放置在隔离开关100的第一触头110和第二触头120之间。
图5示出了具有处于电闭合状态的隔离开关100的创造性使用的LED灯200的剖视图。LED灯200包括由LED灯200的端盖225支撑的第一对引脚210。管230可以由围绕LED灯200的纵向侧面的玻璃或塑料制成。
端盖225牢固地附接到管230。LED灯200可以进一步包括一些电子器件240。电子器件240可以是为多个LED照明模块270的LED驱动器260的一部分供电。第一对引脚210通过电路板250连接到隔离开关100的第一触头110。隔离开关100也牢固地附接到电路板250上。隔离开关100的第二触头120经由电路板250连接到电子器件240。端盖225具有开口285，用于***隔板140以将第一触头110与第二触头120断开连接。
图6是处于电断开状态的LED灯200的剖视图。隔板140放置在隔离开关100的第一触头110和第二触头120之间，并通过隔离开关100断开第一对引脚210和电子器件240之间的电路径。隔板140的***深度受到隔离开关100的支撑件130的限制。端盖225的开口285的尺寸对应于隔板140的底部143的尺寸，使得隔板140的***深度受到隔板的突起142限制。
图7示出了传统照明装置400的示意性布局，该照明装置400包括荧光灯管410，荧光灯管410具有玻璃管411和在荧光灯管410的各个端部处的一对热阴极412，热阴极用于加热进入玻璃管411中的气体。照明装置400还包括启动器420和负载430，用于生成用于启动荧光灯管410的电压脉冲。照明装置400通常连接到提供电源电压的AC电源440。
图8示出了LED灯200的示意性布局。LED灯200可以包括作为用于向LED灯200供电的标准接口的第一对引脚210和第二对引脚220。LED灯200还可以包括LED驱动器260，用于向多个LED照明模块270提供能量并对AC电源电压440进行整流。LED驱动器260连接到第一对引脚210和第二对引脚220。
图9示出了根据图5的传统照明装置，其中灯座300包括基座310，作为具有一对管保持件320(仅示出一个)的组装板。根据图6的LED灯200的一端和第一对引脚210分别连接到管保持件320。因此，空闲的第二对引脚220通过LED驱动器260被激励，并且可能发生触电。
尽管已经通过上述实施例详细说明和描述了本发明，但是本发明不限于这些实施例。本领域技术人员可以在不脱离所附权利要求的范围的情况下得出其他变型例。
通常，“一”或“一个”可以被理解为单数或复数，特别是具有“至少一个”、“一个或多个”等的含义，除非明确排除，例如通过术语“确切一个“等。
此外，除非明确排除，否则数值可能包括精确值以及常用公差区间。
在实施例中、特别是在不同的实施例中示出的特征可以被组合或代替，而不脱离本发明的范围。
附图标记列表
100隔离开关
110第一触头
111触点
115触头基座
117弯曲部
120第二触头
121触点
125触头基座
126突起
130支撑件，安装支架
135底座
140隔板
141上部
142突起
143底部
144纵长侧
145宽度侧
200LED灯
210第一对引脚
220第二对引脚
225端盖
230管
240电子器件
250电路板
260 LED驱动器
270LED照明模块
280端盖
285开口
300灯具壳体
310基座
320管保持件
400传统照明装置
410荧光灯管
411玻璃管
412热阴极
420启动器
430负载
440AC电源

Claims (20)

1.一种用于在荧光灯管灯具壳体中使用的发光二极管(LED)灯，所述LED灯包括：
透明的管，所述透明的管包括LED照明模块；
位于所述管的第一端处的第一接触引脚和位于所述管的第二端处的第二接触引脚，用于将所述LED灯电气地和机械地连接至灯具壳体，其中所述第一接触引脚和所述第二接触引脚与用于驱动所述LED照明模块的LED驱动器形成电路，以及
隔离开关，所述隔离开关布置在所述第一接触引脚和所述第二接触引脚之间的所述电路中，用于在安装所述LED灯期间将所述第一接触引脚与所述第二接触引脚电断开；
其中所述隔离开关包括：
第一电触头，所述第一电触头构造为与所述第一接触引脚电连接；以及
第二电触头，所述第二电触头构造为与所述第二接触引脚电连接；
其中所述隔离开关构造为具有隔离性的隔板，所述隔离性的隔板放置在所述第一电触头和所述第二电触头之间，以将所述第一接触引脚与所述第二接触引脚电断开。
2.根据权利要求1所述的LED灯，其中所述LED灯还包括电路板，其中所述隔离开关牢固地附接到所述电路板。
3.根据权利要求2所述的LED灯，其中所述隔离开关固定地安装到所述电路板。
4.根据权利要求2所述的LED灯，其中所述隔离开关还包括隔离性的支撑主体，所述隔离性的支撑主体构造为支撑所述第一电触头和所述第二电触头，使得所述第一电触头和所述第二电触头被物理偏置为彼此接触，其中所述隔离性的支撑主体固定地安装到所述电路板。
5.根据权利要求1所述的LED灯，其中：
所述第一电触头和所述第二电触头中的每一个具有第一端和第二端，所述第一端带有触头基座，所述第二端带有用于将所述第一电触头电连接到所述第二电触头的触点；并且
所述隔离开关还包括隔离性的支撑件，用于支撑所述第一电触头和所述第二电触头，使得所述第一电触头在机械预加载状态下在所述触点处与所述第二电触头接触而电连接所述电路。
6.根据权利要求5所述的LED灯，其中所述触头的所述第二端具有“u”形状，且具有用于产生弹簧力的弯曲部。
7.根据权利要求5所述的LED灯，其中所述隔离性的支撑件具有立方体形状，且具有用于所述隔板的附加底座，所述隔板用于将所述第一电触头和所述第二电触头分离以断开所述电路。
8.根据权利要求1所述的LED灯，其中所述第一电触头和所述第二电触头均是柔性弹簧触头。
9.一种用根据权利要求1所述的LED灯替代传统荧光灯管的方法，所述方法包括：
从荧光灯管灯具壳体中移除所述传统荧光灯管；
在第一接触引脚位于所述管的第一端处的情况下将所述LED灯***第一管保持件，并且在第二接触引脚处于所述管的第二端处的情况下将所述LED灯***第二管保持件；以及
通过在将所述LED灯***所述第一管保持件和所述第二管保持件中之后闭合所述隔离开关，使所述第一接触引脚和所述第二接触引脚之间的所述电路连通。
10.根据权利要求1所述的LED灯，其中：
所述第一电触头构造为被偏置为与所述隔板的第一面接触；并且所述第二电触头构造为被偏置为与所述隔板的第二面接触，所述第二面与所述第一面对立。
11.根据权利要求1所述的LED灯，其中所述隔板从所述第一电触头和所述第二电触头之间的位置是可移除的。
12.根据权利要求1所述的LED灯，其中：
所述第一接触引脚构造为与所述第一电触头电连接；
所述第一电触头构造为进而与所述第二电触头电连接；并且
所述第二电触头构造为进而与所述第二接触引脚电连接。
13.根据权利要求1所述的LED灯，其中，在所述隔离开关构造为使所述隔板放置在所述第一电触头和所述第二电触头之间以使所述第一接触引脚与所述第二接触引脚电断开时，所述隔离开关构造为使所述隔板物理地介入所述第一电触头和所述第二电触头之间，断开所述第一电触头和所述第二电触头之间的物理接触和电连接。
14.根据权利要求1所述的LED灯，其中，沿着所述LED灯的纵向长度，所述第一电触头定位为比所述第二电触头更靠近所述第一接触引脚。
15.根据权利要求1所述的LED灯，其中所述第一电触头和所述第二电触头构造为夹紧它们之间的所述隔板。
16.一种用于在荧光灯管灯具壳体中使用的发光二极管(LED)灯，所述LED灯包括：
透明的管，所述透明的管包括LED照明模块；
位于所述管的第一端处的第一接触引脚和位于所述管的第二端处的第二接触引脚，用于将所述LED灯电气地和机械地连接至灯具壳体，其中所述第一接触引脚和所述第二接触引脚与用于驱动所述LED照明模块的LED驱动器形成电路；以及
隔离开关，所述隔离开关布置在所述第一接触引脚和所述第二接触引脚之间的所述电路中，用于在安装所述LED灯期间将所述第一接触引脚与所述第二接触引脚断开连接，其中所述隔离开关包括与所述第一接触引脚连接的第一电触头、以及与所述第二接触引脚连接的第二电触头，其中设置有隔离性的隔板，用于通过将所述隔板放置在所述第一电触头和所述第二电触头之间而将所述第一电触头和所述第二电触头分离，以将所述第一接触引脚和所述第二接触引脚断开连接，其特征在于，所述隔板具有大致矩形的形状，具有：上部，作为用于用手抓住所述隔板的保持件；底部，通过使在所述隔离开关的所述第一电触头和所述第二电触头之间张紧的所述底部张紧而用于将所述第一电触头与所述第二电触头分离。
17.根据权利要求16所述的LED灯，其中所述隔板具有用于限制所述隔板的***深度的两个附加突起。
18.根据权利要求17所述的LED灯，其特征在于，所述端盖的所述开口的尺寸对应于所述隔板的所述底部的尺寸，其中所述隔板的***深度受到所述突起限制。
19.一种用于在荧光灯管灯具壳体中使用的发光二极管(LED)灯，所述LED灯包括：
透明的管，所述透明的管包括LED照明模块；
位于所述管的第一端处的第一接触引脚和位于所述管的第二端处的第二接触引脚，用于将所述LED灯电气地和机械地连接至灯具壳体，其中所述第一接触引脚和所述第二接触引脚与用于驱动所述LED照明模块的LED驱动器形成电路；以及
隔离开关，所述隔离开关布置在所述第一接触引脚和所述第二接触引脚之间的所述电路中，用于在安装所述LED灯期间将所述第一接触引脚与所述第二接触引脚断开连接，其中所述隔离开关包括与所述第一接触引脚连接的第一电触头、以及与所述第二接触引脚连接的第二电触头，其中设置有隔离性的隔板，用于通过将所述隔板放置在所述第一电触头和所述第二电触头之间而将所述第一电触头和所述第二电触头分离，以将所述第一接触引脚和所述第二接触引脚断开连接；
其中，所述第一接触引脚和所述第二接触引脚中的至少一个由所述LED灯的端盖支撑，并且所述端盖具有用于***或移除所述隔板的开口。
20.根据权利要求19所述的LED灯，其特征在于，所述端盖的所述开口的尺寸对应于所述隔板的底部的尺寸，并且其中所述隔板的***深度受到所述隔板的突起限制。
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