CN205842292U - Led直管灯 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种LED直管灯,包括:灯管;整流电路,所述整流电路用于对外部驱动信号进行整流,以产生整流后信号;滤波电路,其用于对所述整流后信号进行滤波,以产生滤波后信号;收容于所述灯管内的灯板,所述灯板上设置有LED模块;所述灯板包括至少一层能够导电的线路层;所述线路层与所述滤波电路电性连接,以将所述滤波后信号输送至所述LED模块。
Description
技术领域
本实用新型涉及照明器具领域,尤其涉及一种LED直管灯。
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,在各种由像是传统萤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***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。
LED直管灯一般包括大量的LED灯组件和驱动器电路,LED灯组件包括LED芯片的封装组件、光散射组件、高效散热组件、光反射和光漫射板等。LED灯组件和驱动器电路散热量很大,散热是影响LED灯具照明强度的一个主要因素,如果这些热量没有适当的排放出去,LED灯具的发亮度和寿命将会急剧下降。一直以来,散热不良导致电源损坏、光衰加快、寿命减短等问题,始终是LED照明***性能提升的关键因素。要提升LED发光效率与使用寿命,解决LED产品散热问题即为现阶段最重要的课题之一。
目前,LED直管灯的灯管大部分都是采用塑料灯管,散热方面一般则是选择金属材料作为LED的散热器的材料,散热器设计成外露在灯管外部,虽然会提升散热效果,但是却也会造成使用者不小心而触电的风险;若散热器设计全部在灯管内部,因为LED灯组件所排放出来的热量仍然留存在散热器内,此留存的热量会导致使用的塑料灯管因热效应而变形。LED直管灯若不使用金属材料作为LED的散热器,LED灯组件所排放出来的热量也会使塑料灯管因热效应而变形。
另外,纯铝散热器是早期最为常见的散热器,但是纯铝太软,不能满足硬度要求,散热器全部在灯管内部的设计,因为LED灯组件所排放出来的热量会导致使用的塑料灯管因热效应而变形,而纯铝散热器又因为太软而无法达到支撑的功能。
再者,虽可透过LED驱动电路控制LED的亮度及发光时间进而减少LED直管灯的热量产生,然LED亮度则难以达到预期相对应的亮度要求。再者,由于灯管内不易与外部进行热对流甚 至为密闭空间,而且LED灯珠的寿命对温度敏感,亮度提高的同时也会造成灯管使用寿命的缩短。且LED亮度与电流之间并非线性关系,因此若以线性电路控制LED亮度则难以达到预期相对应的亮度要求,且部分LED的色温亦会随着电流大小而转变。而在习知的脉冲宽度调变(Pulse Width Modulation,PWM)的驱动方式,也会因为驱动电压及电流反复往返于最低值到最大值之间而使得电路带宽变小,进而限制最低导通周期并且影响驱动(调光)的最高频率。
此外,现有LED直管灯中,刚性电路板与灯头之间一般采用金属导线透过打线的方式实现电气连接,在LED直管灯的制造、运输和使用过程中,金属导线打线容易由于搬动而损坏甚而断裂,造成LED直管灯无法使用。或者,在灯管内的LED灯组件是透过软板电路与灯头的电源组件电气连接,因此LED直管灯在制造过程中,灯管的长度就必须配合及考虑软板电路因素,因而增加灯管制造过程较不容易控制的不确定因素。
可以看出,目前工艺仍然存在导热性能较差、散热效果不佳、塑料灯管易受热变形、散热器外露易触电、灯管灯头电气连接脆弱、灯管长度受限灯头电气连接以及驱动电路控制与带宽问题等缺陷。
实用新型内容
鉴于现有技术的不足,本申请提供一种LED直管灯,以至少解决以上问题之一。
为达到上述目的,本申请提供一种LED直管灯,包括:
灯管;
整流电路,所述整流电路用于对外部驱动信号进行整流,以产生整流后信号;
滤波电路,其用于对所述整流后信号进行滤波,以产生滤波后信号;
收容于所述灯管内的灯板,所述灯板上设置有LED模块;所述灯板包括至少一层能够导电的线路层;所述线路层与所述滤波电路电性连接,以将所述滤波后信号输送至所述LED模块。
优选的,所述灯板还包括一层介电层;所述介电层与所述线路层叠置;所述LED模块设置于所述线路层背对所述介电层的表面上。
优选的,所述线路层为两层;所述介电层夹设于两层所述线路层之间,以将两层所述线路层电性隔离。
优选的,两层所述线路层包括第一线路层和第二线路层;所述LED模块设置于所述第一线路层背对所述介电层的表面上;所述第二线路层与所述滤波电路电性连接。
优选的,所述第二线路层的厚度大于所述第一线路层的厚度。
优选的,所述灯板上包覆有电路保护层;所述电路保护层上开设有供所述LED模块与所述线路层电性连接的开孔。
优选的,所述灯板为可挠式电路板。
优选的,所述LED模块的正端耦接所述滤波电路的第一滤波输出端,负端耦接所述滤波电路的第二滤波输出端;所述LED模块包括至少二个LED单元,每一个LED单元的正端耦接所述LED模块的正端,以及负端耦接所述LED模块的负端。
优选的,所述LED单元包括至少二个顺次连接的LED组件;所述至少二个顺次连接的LED组件中,第一个LED组件的正极耦接所述LED单元的正极,最后一个LED组件的负极耦接所述LED单元的负极。
优选的,所述LED模块中,每一个LED单元的第n个LED组件的正极彼此连接,负极彼此连接。
优选的,所述线路层上设有正极导线、负极导线、连接导线;所述正极导线连接所述第一个LED组件的正极;所述负极导线连接所述最后一个LED组件的负极;所述至少二个LED组件通过所述连接导线顺次连接。
优选的,所述LED单元中的至少二个LED组件由第一个LED组件至最后一个LED组件沿所述灯管的轴向排布;所述LED模块中,每一个LED单元的第n个LED组件形成多个沿所述灯管轴向排布的LED组。
优选的,所述线路层上设有正极导线、负极导线、连接导线;所述正极导线连接位于所述线路层一端的所述LED组的所述第一个LED组件的正极;所述负极导线连接位于所述线路层另一端的所述LED组的所述最后一个LED组件的负极;
沿所述灯管轴向相邻的两个所述LED组中,一LED组中的LED组件的负极通过所述连接导线与另一LED组中的LED组件的正极连接。
优选的,所述第一线路层设有正极导线、负极导线;所述第二线路层设有正极引线、负极引线;所述正极导线、所述负极导线、所述正极引线、所述负极引线均设有层连接点;所述正极导线的层连接点与所述正极引线的层连接点电性连接;所述负极导线的层连接点与所述负极引线的层连接点电性连接。
优选的,所述介电层设有将其贯穿的开口;所述正极导线的层连接点与所述正极引线的层连接点通过所述开口进行焊锡焊接;所述负极导线的层连接点与所述负极引线的层连接点通过所述开口进行焊锡焊接。
优选的,所述整流电路及所述滤波电路形成电源;所述灯板沿所述灯管的轴向的端部与所述电源电性连接且不与所述灯管连接。
优选的,所述电源的输出端设有电源焊盘,所述灯板沿所述灯管轴向的端部设有与所述电源焊盘焊接的光源焊盘。
优选的,所述灯板的端部上设有多个所述光源焊盘,多个所述光源焊盘相间隔设置;沿所述灯板宽度方向相邻的两个光源焊盘之间设有绝缘孔洞。
优选的,所述光源焊盘焊接于所述电源焊盘的上方;所述光源焊盘设置有将其贯穿的焊接穿孔。
优选的,所述焊接穿孔的直径为1至2mm。
优选的,所述焊接穿孔与所述灯板的端部边缘的距离小于或等于1mm。
优选的,所述光源焊盘焊接于所述电源焊盘的上方;所述光源焊盘设置有焊接缺口。
优选的,所述滤波电路具有输出滤波后信号的第一滤波输出端、第二滤波输出端;
所述滤波电路包含第一电容;所述第一电容的一端耦接所述第一滤波输出端及所述整流电路的第一整流输出端,另一端耦接所述第二滤波输出端及所述整流电路的第二整流输出端;所述第一电容的容值选自100pF至1uF的范围。
优选的,所述滤波电路具有输出滤波后信号的第一滤波输出端、第二滤波输出端;所述滤波电路包含第二电容、电感以及第三电容;
所述第二电容的一端耦接所述整流电路的第一整流输出端并同时经过所述电感耦接所述第一滤波输出端,另一端耦接所述整流电路的第二整流输出端及所述第二滤波输出端;
所述电感耦接于所述第一整流输出端及所述第一滤波输出端之间;
所述第三电容的一端经过所述电感耦接所述第一整流输出端并同时耦接所述第一滤波输出端,另一端耦接所述第二整流输出端及所述第二滤波输出端。
优选的,所述电感的感值选自10nH至10mH的范围;所述第二电容、所述第三电容的容值选自100pF至1uF的范围。
优选的,还包括驱动电路;所述驱动电路耦接于所述滤波电路与所述线路层之间,所述驱动电路能将滤波后信号转换为稳定电流信号以驱动所述LED模块发光。
优选的,所述驱动电路包括控制器及转换电路;所述控制器能控制所述转换电路将滤波后信号转换为稳定电流信号。
优选的,所述转换电路包含电感、续流二极管、电容以及切换开关;其中,所述切换开关为金氧半场效晶体管,具有控制端、第一端及第二端;
所述切换开关的第一端耦接所述续流二极管的正极,第二端耦接所述滤波电路的第二滤波输出端,控制端耦接控制器以接受控制器的控制使第一端及第二端之间为导通或截止;
所述驱动电路的第一驱动输出端耦接所述滤波电路的第一滤波输出端,所述驱动电路的 第二驱动输出端耦接所述电感的一端,所述电感的另一端耦接所述切换开关的第一端;所述电容耦接于所述第一驱动输出端及所述第二驱动输出端之间,以稳定所述第一驱动输出端及所述第二驱动输出端之间的电压差;所述续流二极管的负端耦接第一驱动输出端。
优选的,所述转换电路包含电感、续流二极管、电容以及切换开关;其中,所述切换开关为金氧半场效晶体管,具有控制端、第一端及第二端;
所述电感的一端耦接所述滤波电路的第一滤波输出端,另一端耦接所述续流二极管的正极及所述切换开关的第一端;所述切换开关的第二端耦接所述滤波电路的第二滤波输出端,控制端耦接控制器以接受控制器的控制使第一端及第二端之间为导通或截止;所述切换开关的第二端耦接所述滤波电路的第二滤波输出端及所述转换电路的第二驱动输出端;所述续流二极管的负极耦接所述转换电路的第一驱动输出端;所述电容耦接于所述第一驱动输出端及所述第二驱动输出端之间。
优选的,所述转换电路包含电感、续流二极管、电容以及切换开关;其中,所述切换开关为金氧半场效晶体管,具有控制端、第一端及第二端;
所述切换开关的第一端耦接所述滤波电路的第一滤波输出端,第二端耦接所述续流二极管的负极,控制端耦接所述控制器以接收控制器的控制信号使第一端与第二端之间的状态为导通或截止;所述续流二极管的正极耦接所述滤波电路的第二滤波输出端;所述电感的一端与所述切换开关的第二端耦接,另一端耦接所述驱动电路的第一驱动输出端;所述驱动电路的第二驱动输出端耦接所述续流二极管的正极;所述电容耦接于所述第一驱动输出端及第二驱动输出端之间,以稳定第一驱动输出端及第二驱动输出端之间的电压。
优选的,所述转换电路包含电感、续流二极管、电容以及切换开关;其中,所述切换开关为金氧半场效晶体管,具有控制端、第一端及第二端;
所述电感的一端耦接所述滤波电路的第一滤波输出端及所述驱动电路的第二驱动输出端,另一端耦接切换开关的第一端;所述切换开关的第二端耦接所述滤波电路的第二滤波输出端,控制端耦接所述控制器以根据控制器的控制信号使第一端与第二端之间的状态为导通或截止;所述续流二极管的正极耦接所述电感与所述切换开关的连接点,负极耦接所述驱动电路的第一驱动输出端;所述电容耦接所述第一驱动输出端及所述第二驱动输出端,以稳定耦接于第一驱动输出端及第二驱动输出端之间的驱动信号。
有益效果
借由以上技术方案,本申请中的LED直管灯的灯板设有至少一层线路层,可以看出灯板的的层数较少,而较少层数的灯板则可以具有较好的散热效果,同时,较少层数的灯板的材料成本低,更环保,柔韧效果也有机会提升。
同时,本申请中的LED直管灯所采用的整流电路可以在外部驱动信号无论是交流驱动信号或交流电源信号,甚至是直流信号时均可以输出正确的整流后信号,进而不影响LED直管灯的操作,具有较佳的适应性。
还有,本申请中的LED直管灯所采用的驱动电路通过设有控制器及转换电路,通过控制器的控制可以使LED直管灯在稳定的电流下稳定的发光。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是一剖视图,显示本实用新型一实施例的LED直管灯具有透光部以及加强部;
图2是一剖视图,显示本实用新型另一实施例的LED直管灯具有一支撑结构;
图3是一立体图,显示图2具有一支撑结构的LED直管灯;
图4是一立体图,为灯头非为圆形的LED直管灯;
图5是一剖视图,显示本实用新型另一实施例的LED直管灯具有一垂直支撑肋;
图6是一剖视图,显示本实用新型又一实施例LED直管灯中的支撑结构;
图7是一剖视图,显示本实用新型一实施例的LED直管灯的内壁具有一空心凸耳;
图8是一剖视图,显示本实用新型一实施例LED直管灯的支撑结构具有容置空间;
图9是一剖视图,显示本实用新型一实施例LED直管灯的支撑结构;
图10是一立体图,显示图9的LED直管灯;
图11是一剖视图,显示本实用新型一实施例LED直管灯的支撑结构为一体成型;
图12是一剖视图,显示本实用新型又一实施例LED直管灯的灯板为一层具有导电效果的线路层;
图13是一立体图,显示图12的LED直管灯;
图14是一剖视图,显示本实用新型又一实施例线路层上方设有一电路保护层;
图15是一立体图,显示图14的LED直管灯;
图16是一剖视图,显示本实用新型又一实施例线路层下方设有一介电层;
图17是一立体图,显示图16的LED直管灯;
图18是一立体图,显示本实用新型一实施例LED直管灯的灯板的可挠式电路软板的用与电源的印刷电路板焊接连接的焊盘;
图19是一平面图,显示本实用新型一实施例LED直管灯的灯板的可挠式电路软板的焊盘配置;
图20是一平面图,显示本实用新型另一实施例LED直管灯的灯板的可挠式电路软板具有3个呈一列并排的焊盘;
图21是一平面图,显示本实用新型再一实施例LED直管灯的灯板的可挠式电路软板具有3个呈两列并排的焊盘;
图22是一平面图,显示本实用新型又一实施例LED直管灯的灯板的可挠式电路软板具有4个呈一列并排焊盘的焊盘;
图23是一平面图,显示本实用新型仍一实施例LED直管灯的灯板的可挠式电路软板具有4个呈两列并排的焊盘;
图24是一平面图,显示本实用新型一实施例LED直管灯的灯板的可挠式电路软板的焊盘上具有孔洞;
图25是一平面剖视图,显示利用图24的灯板的可挠式电路软板的焊盘与电源的印刷电路板的焊接过程;
图26是一平面剖视图,显示利用图24的灯板的可挠式电路软板的焊盘与电源的印刷电路板的焊接过程,其中焊盘上的孔洞靠近可挠式电路软板的边缘;
图27是一平面图,显示本实用新型一实施例LED直管灯的灯板的可挠式电路软板的焊盘具有缺口;
图28是一平面剖视图,显示沿图27中A-A'线的局部放大剖面;
图29A为根据本实用新型第一较佳实施例的LED直管灯的电源组件的应用电路方块示意图;
图29B为根据本实用新型第一较佳实施例的LED灯的电路方块示意图;
图30为根据本实用新型第一较佳实施例的整流电路的电路示意图;
图31A为根据本实用新型第一较佳实施例的滤波电路的电路方块示意图;
图31B为根据本实用新型第一较佳实施例的滤波单元的电路示意图;
图31C为根据本实用新型第二较佳实施例的滤波单元的电路示意图;
图32A为根据本实用新型第一较佳实施例的LED模块的电路示意图;
图32B为根据本实用新型第二较佳实施例的LED模块的电路示意图;
图32C为根据本实用新型第一较佳实施例的LED模块的走线示意图;
图32D为根据本实用新型第二较佳实施例的LED模块的走线示意图;
图32E为根据本实用新型第三较佳实施例的LED模块的走线示意图;
图33A为根据本实用新型第二较佳实施例的LED灯的电源组件的应用电路方块示意图;
图33B为根据本实用新型第一较佳实施例的驱动电路的电路方块示意图;
图33C为根据本实用新型第一较佳实施例的驱动电路的电路示意图;
图33D为根据本实用新型第二较佳实施例的驱动电路的电路示意图;
图33E为根据本实用新型第三较佳实施例的驱动电路的电路示意图;
图33F为根据本实用新型第四较佳实施例的驱动电路的电路示意图;
图34A为根据本实用新型第三较佳实施例的LED直管灯的电源组件的应用电路方块示意图;
图34B为根据本实用新型较佳实施例的过压保护电路的电路示意图;
图35是一立体图,显示本实用新型另一实施例中,灯板的可挠式电路软板具双层线路层。
具体实施方式
本实用新型提出了一种LED直管灯,以解决背景技术中提到的问题以及上述问题。为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。下列本实用新型各实施例的叙述仅是为了说明而为例示,并不表示为本实用新型的全部实施例或将本实用新型限制于特定实施例。
请参照图1,为本实用新型于一实施例中提供的一种LED直管灯,其包括:一灯管1、一设于灯管1内的LED光源组件,LED光源组件包括LED光源202和灯板2。图1为沿灯管1长度方向看灯管1的截面图。灯管1的材质可以包括塑料灯管、玻璃灯管或者其它材质灯管。所述塑料灯管可选用的材质包括透光性较佳的透光型塑料或是导热性较佳的导热型塑料,也可以在一灯管1同时采用透光型塑料和导热型塑料的组合。透光型塑料和导热型塑料的组合方式可以分别射出成型再使用扣合、黏合或是其它方式结合,也可以直接双材料射出成型两种塑料的组合。图1所示,灯管1具有透光部105和加强部107,灯管1直接使用双材料射出成型,灯管1为透光型塑料和导热型塑料的组合,透光部105由透光型塑料所制造,加强部107由导热型塑料所制造,透光部105和加强部107之间为灯管分界面104。在本实施方式中,透光部105和加强部107的截面积比例约为1:1,如图1的截面图所示,虚拟一个通过虚拟圆心106的水平面HH,所述灯管分界面104在水平面HH上。但在其它实施方式中,透光部105和加强部107的截面积大小比例不限于1:1,也就是说,透光部105和加强部107的截面形状不限于都要是半圆弧形的组合,或者是说,透光部105和加强部107的包围体积不限于都要是半圆柱形,但透光部105和加强部107的截面形状组合为圆形,透光部105和加强部107包围体积的组合为圆柱形。在其它实施方式中,透光部105和加强部107的截面形状组合不为圆形,透光部105和加强部107 包围体积的组合不为圆柱形。透光部105和加强部107的组合可以依实际上LED所需要的发光角度及散热所须要的面积及体积比例去搭配不同的透光型塑料和导热型塑料在灯管1的位置、尺寸、形状组合以及灯管分界面104的位置,例如,LED所需要的发光角度大于180度,透光部105的面积或体积大于加强部107的面积或体积,若结构强度的需求大于发光角度的需求,加强部107的面积或体积大于透光部105的面积或体积。
透光型塑料以透明材料为基材,透明材料可以采用聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中的一种或者几种的混合物。导热型塑料可以掺杂玻璃纤维增加硬度。当一灯管1同时采用透光型塑料和导热型塑料的组合时,透光型塑料的透光率较导热型塑料高,导热型塑料的导热系数较透光型塑料高且硬度及刚性较透光型塑料高,灯管1的表面还可以设置有一光扩散层(图未示),光扩散层可以涂覆在灯管1的内壁或外表面,或是以扩散膜片的形态呈现,或是灯管1的内壁形成一粗糙表面,灯管1的外表面为光滑面,也就是说,灯管1内壁较灯管1外表面的粗糙度大。灯管1内壁的粗糙度Ra为0.1-40微米,较佳的,灯管1内壁的粗糙度Ra为1-20微米。表面粗糙度可以使用机械加工法或化学法形成的,机械加工法,例如加工过程中刀具与零件表面间的摩擦、切屑分离时表面层金属的塑性变形以及工艺***中的高频振动等,化学法例如化学腐蚀法。不同的加工方法和工件材料的不同,被加工表面留下痕迹的深浅、疏密、形状和纹理都有差别,可以依实际LED所需要的发光设计。当LED光源组件发出的光线通过光扩散层的散射作用,形成均匀柔和的光线。
在另一个实施方式中,也可以在灯管1的内壁镀上一层抗反射层,所述抗反射层的厚度为1/4波长的光学厚度,所述抗反射层的厚度可以依实际的光线波长而有所不同,使光线不再只被灯管1的内壁和空气界面反射,而是空气和抗反射层、抗反射层和灯管1的内壁二个界面反射,因此产生干涉现象,可使反射光减少。在其它的实施方式中,抗反射层不限定只有一层,例如,若镀上二层或是三层的抗反射膜,使反射率更低。以三层抗反射膜为例,厚度为1/4、1/2、1/4波长光学厚度作三层抗反射膜可以得到宽波带低反射率的抗反射膜。以上所述抗反射层的镀膜层厚度可以为1/2、1/4波长光学厚度,在本实用新型实施方式中,指的是抗反射层的厚度可以依不同波长的LED光源202做调整,只要能符合干涉现象减少反射的比例即可,例如抗反射膜的厚度为1/2、1/4波长光学厚度的正负20%。所述的依不同波长的LED光源202做调整,指的是以射出光线发光强度占所有波长发光强度比例大于60%的波段为主做调整,较佳的为大于80%的波段为主做调整。抗反射层可以选用折射率为灯管1材质折射率开根号正负20%的材质,例如灯管1材质折射率为2,抗反射层材质的折射率约为1.414正负20%。抗反射层的制造可以真空蒸镀方式制作。
如图2所示,为本实用新型另一实施方式中LED直管灯的截面图,灯管1的截面积不为正 圆形,灯管1包括圆孤面的透光部105和加强部107所组合,加强部107包括平面加强部107a和支撑结构170b,平面加强部107a和透光部105形成灯管1内的可容纳LED光源组件容置空间。平面加强部107a可以延伸支撑结构170b。LED光源组件设置在平面加强部107a的表面上,灯管1的透光部105和平面加强部107a具有一灯管分界面104。在本实施方式中,虚拟一个通过圆心的水平面HH,LED光源所需要的发光角度大于180度,透光部105的面积或体积大于加强部107的面积或体积,灯管分界面104位于水平面HH以下,也就是说,透光部105的截面积大于虚拟圆半圆的截面积;在其它实施方式中,灯管分界面104可以位于水平面HH以上,也就是说,透光部105的截面积小于半圆的截面积,依实际上LED光源组件所需要的发光角度及散热所须要的面积比例去搭配不同的透光型塑料和导热型塑料的位置、尺寸、形状组合。LED光源组件设置在平面加强部107a的表面上,所述表面也可以涂覆反射材料,当LED光源组件发出的光线被灯管1内壁反射回来的光线可再透过所述反射材料发出。本实用新型所有实施方式中,LED光源组件所设置的表面都可以涂覆反射材料。
图2实施方式的LED直管灯,还包括分别设于灯管1两端的两个灯头3。图3为图2的LED直管灯在端部设置灯头3的立体图,加强部107包括平面加强部107a和支撑结构170b,支撑结构107b由平面加强部107a远离LED光源组件的另一表面往下延伸,支撑结构107b包括水平支撑肋和垂直支撑肋。支撑结构107b容置在灯头3内,支撑结构107b可以在灯头3内部空间内部做尺寸及位置的调整,也就是说,水平支撑肋和垂直支撑肋的长度、宽度和厚度可以依实际设计需求做改变。
图4所示为本实用新型另一实施方式,LED直管灯在端部设置灯头3的立体图,图4和图3的差异在于灯头3的形状,图2的灯头3为圆管形,支撑结构230容置在灯头3内,图3的灯头3则和灯管1的形状相符合,支撑结构230在灯头3外部。灯头3和灯管1的结合可以使用卡合、扣合、黏合或其它结合方式固定。图3和图4所示的LED直管灯在端部设置灯头3的立体图中,LED光源组件的LED光源202和灯板2和灯头3边缘切齐仅为一个示意图,在其它实施方式中,LED光源202和灯板2可以往离离灯头3的方向内缩,LED光源202和灯板2和灯头3可以有一定的距离,依实际上灯板2和灯头3的组装方式而有不同。所述灯头3材料可以为塑料、金属、部分塑料部分金属,而不同的材料与外壳通过热熔胶粘接,使热熔胶固化方式不同。灯管1和灯头3可以使用一种高导热的硅胶固定,所述高导热的硅胶导热系数≥0.7w/m.k。
图5所示,为本实用新型另一实施方式的LED直管灯,仅针对和图3及图4不同之处做描述,图5所示的支撑结构107b仅具有一垂直支撑肋,垂直支撑肋的尺寸和大小不超出灯头3的边缘(图未示灯头的截面),垂直支撑肋具有强化灯管1的作用。比较图3和图5,当垂直支撑肋下方连结水平支撑肋时,垂直支撑肋的高度会小于没有连结水平支撑肋时候的高度。垂直支撑 肋和水平支撑肋的功能可以包括接收LED光源组件的热量以及具有加强灯管1结构强度的功能。垂直支撑肋和水平支撑肋的组合及其尺寸、形状、位置的设计可依不同的LED光源组件的散热量及发光角度做变换,垂直支撑肋和水平支撑肋的数量也可依不同的LED光源组件的散热量及发光角度做变换。图2、图3、图4和图5所示的灯管1直接使用双材料射出成型,为透光型塑料和导热型塑料的组合,平面加强部107a和支撑结构107b可选用相同的导热型塑料所构成。
如图6所示,为本实用新型另一实施方式,加强部107包括平面加强部107a和支撑结构170b,支撑结构107b由平面加强部107a远离LED光源组件的另一表面往下延伸,和图2、图3和图4不同处在于,支撑结构107b为垂直支撑肋和圆弧状支撑肋所组成,圆弧状支撑肋和透光部105的截面形状组合为圆形,透光部105和圆弧状支撑肋包围体积的组合为圆柱形。LED光源组件设置在平面加强部107a上。平面加强部107a和支撑结构107b由导热型塑料所构成。垂直支撑肋长度和灯管1直径长度的比例可以介于1:1.2至1:30之间,较佳的比例为1:3至1:10之间,垂直支撑肋和平面加强部107a相对高度及位罝的设计可依不同的LED光源组件的散热量及发光角度做变换。平面加强部107a表面可以涂覆反射材料。在其它的实施方式中,平面加强部107a表面也可以进行抛光以增加光的反射,料抛光后的反射率为80%至95%,较佳的反射率为85%至90%。抛光方法可以包括机械抛光、化学抛光或是流体抛光。机械抛光是靠切削、材料表面的凸部而得到平滑面的抛光方法,可以使用油石条、羊毛轮、砂纸等,粗糙度Ra介于0.008微米至1微米的表面粗糙度。化学抛光是让材料在化学介质中表面微观凸出的部分较凹部分优先溶解,从而得到平滑面。流体抛光是依靠高速流动的液体及其携带的磨粒冲刷工件表面达到抛光的目的。常用方法有:磨料喷射加工、液体喷射加工、流体动力研磨等。流体动力研磨是由液压驱动,使携带磨粒的液体介质高速往复流过工件表面。介质主要采用在较低压力下流过性好的特殊化合物(聚合物状物质)并掺上磨料制成,磨料可采用碳化硅粉末。
图7所示,为本实用新型另一实施方式所揭露的LED直管灯,灯管1的构成材料及组合如上面各实施方式所述,灯管1可以包括塑料灯管、玻璃灯管或者其它材质灯管。所述塑料灯管可选用的材质包括透光性较佳的透光型塑料或是导热性较佳的导热型塑料,也可以在一灯管1同时采用透光型塑料和导热型塑料的组合,组合方式已如上述实施方式所描述。本实施方式还包括在灯管1内另外设置支撑结构230,支撑结构230具有强化灯管1的作用,形状不限于要垂直或是水平。LED光源202设置在灯板2上,LED光源202通过导热胶带、螺丝或是其它方式与所述灯板2相贴合,LED光源组件的热量可以经由灯板2透过支撑结构230排出。灯管1的寛长比介于1:30至1:240,灯管1内设置支撑结构230可以具有支撑LED光源组件、调整LED 光源组件位置、将LED光源组件的热量导出、以及增加灯管1的强度等任一功能。在本实施方式中,所述支撑结构230可以沿着灯管1内周向设置,并且紧贴在灯管1的内壁,也可以不紧贴在灯管1的内壁。所述支撑结构230可以采用散热性较好的金属材料制造,例如铝合金、铜合金基材等制造,支撑结构230和灯板2表面未设置LED光源组件的区域还可以选择性的设置有复数个凸起部,以增加支撑结构230散热面积。所述的凸起部可以起到散热鳍片的功能,凸起部相互间隔一定距离或不相同的距离设置,凸起部用来增加支撑结构230的表面积,以加快空气流通与散热效率。支撑结构230的材料除了可以由金属材料制造,也可以由其它导热性较佳的材料制造,例如导热型塑料。
本实施方式中,灯管1的两侧内壁上还可以设有一对具有容置空间的凸耳235,所述凸耳235沿灯管1长度方向延伸。凸耳235容置空间可以包括支撑条2351,支撑条2351可以达到强化灯管1的功效。在其它实施方式中,也可以仅有一个凸耳235。另外凸耳235可以沿灯管1长度方向间隔的延伸,也就是说,支撑条2351沿灯管1长度方向不间隔的延伸,可以达到局部增加灯管1强度的功能。支撑条2351的材料可以由不同于支撑结构230的材料所制造,例如金属材料或是导热型塑料制造,金属材料可以例如碳钢、铸钢、镍铬钢、合金钢、球墨铸铁、灰铸铁、白口铸铁、轧制锰青铜、轧制磷青铜、冷拔黄铜、轧制锌、铝合金、铜合金等,支撑条2351的材料刚性大于灯管1和灯板2的刚性。图7的实施方式具有支撑结构230,然而在其他实施方式中,可以不需要有支撑结构230,仅具有凸耳235,凸耳235内部可以包括支撑条2351,若灯板2的材料为金属材料,例如铝基板,铝的散热性较佳,支撑条2351的材料可以选用较铝刚性较佳的材料来达到支撑的功能,也就是说,在本实施方式的LED直管灯,可以包括有两种不同的金属,刚性较佳的金属和散热性较佳的金属其所占灯管1体积比例可以介于0.001:1至100:1之间,较佳为0.1:1至10:1之间。所述一对凸耳235可以和加强部107同时射出成型,其位置可以在沿一条虚拟通过圆心的水平面HH上,或是在水平线以下,其位罝可以依LED所需要的发光角度及散热所须要的面积比例去调整其高度。如图7截面图所示,凸耳235的容置空间可以包括支撑条2351,支撑条2351的截面积占灯管1截面积的比例介于1:20至1:100之间,较佳的,支撑条2351的截面积占灯管1截面积的比例可以介于1:50至1:100之间。
如图7所述的各实施方式中,支撑结构230或是灯板2可以依附在灯管1的内壁上,如图7所示,支撑结构230未完全紧贴在灯管1的内壁上,支撑结构230或是灯板2和灯管1的内壁形成至少一个容置空间。如图8所示,支撑结构230紧贴在灯管1的内壁上,支撑结构230内部形成至少一个容置空间。支撑结构230可以兼具有支架及吸收LED光源组件热量的功能,LED光源组件设置在所述支撑结构230上,支撑结构230可以针对不同的高度设计,不同高度的支撑结构230可以调整LED光源组件的高度,也就是说,LED光源组件的光线发射出来后,光线接 触到灯管1的内壁的距离可以随设置位置不同而改变,光线接触到灯管1的内壁距离D(图7中双箭头所指的长度)介于0.25倍灯管的直径长度至0.9倍灯管的直径长度,较佳的,距离D介于0.33倍至0.75倍的灯管直径长度。
如图8所示,在本实施方式中,灯管1横向的两侧内壁上设有一对凸条236,所述凸条沿灯管1长度方向延伸,所述凸条236和灯管1的内壁之间形成导槽。支撑结构230可以由水平支撑肋231、垂直支撑肋233和圆弧状支撑肋235所构成,LED光源组件设置在水平支撑肋231的一表面,垂直支撑肋233在水平支撑肋231远离LED光源组件的另一表面,垂直支撑肋233一端连接于所述水平支撑肋231远离LED光源组件的另一表面,垂直支撑肋233的另一端与圆弧状支撑肋235连接,用以支撑水平支撑肋231。水平支撑肋231靠近灯管1的内的两侧分别和凸条236沿灯管1轴向方向滑动式的连接,通过水平支撑肋231、垂直支撑肋233和与圆弧状支撑肋235可以增加散热面积及散热的效果以及达到强化灯管1的功效。支撑结构230可以包括金属材料或是导热型塑料制造,金属材料可以例如铝合金、铜合金等。
本实用新型实施方式,支撑结构230的材料可以由金属材料或是导热型塑料制造,金属材料可以例如铝合金、铜合金等。在另一实施方式中,支撑结构230所形成的容置空间可以容置支撑条(图未示),支撑条可以由金属材料或是导热型塑料制造。在另一实施方式中,支撑结构230和支撑条的材料可以相同或不相同,若不相同,支撑结构230可以使用铝合金材料增加散热的效果,支撑条可以使用刚性大于铝合金的材料增加支撑性,支撑条的金属和支撑结构230的金属比例可以介于0.001:1至100:1之间,较佳为0.1:1至10:1之间。支撑结构230和灯管1的材料也可以相同不相同。
如图9和图10所示,为本实用新型另一实施方式所揭露的LED直管灯,图10所示为图9的立体图,LED光源组件设置在灯管1内部,不和灯管1的内壁紧贴,支撑结构230包括多个垂直支撑肋233,所述多个垂直支撑肋233的一端和灯板2连接固定,另一端和灯管1的内壁坚贴,LED光源组件不和灯管1的内壁紧贴,所发散出的热量不会直接影响塑料所制造的灯管1,而是由多个垂直支撑肋233所吸收。支撑结构230的材料可以由金属材料或是导热型塑料制造,金属材料可以例如铝合金、铜合金等。沿着灯管1长轴方向虚拟垂直灯管1长轴的平面,可以同时有LED光源202、在灯板2上方的垂直支撑肋233和下方的垂直支撑肋233,也可以仅有LED光源202、仅有灯板2上方的垂直支撑肋233、仅有灯板2下方的垂直支撑肋233或是任一组合。LED光源202、灯板2上方的垂直支撑肋233和下方的垂直支撑肋233可以间隔依序排列或是不依序排列。如图10所示,在另一实施方式中,灯板2下方的垂直支撑肋233可以连续的沿灯管1长轴延伸,也就是说,灯板2下方的垂直支撑肋233为一直条,以达到增加散热面积以及增强结构的功能。在本实施方式中,灯板2的位罝可以依LED所需要的发光角度、散热所须要的 面积比例、灯板2上方的垂直支撑肋233以及灯板2下方的垂直支撑肋233等去调整其高度H,也就是说,调整LED光源202在灯管1内的位置。高度H介于0.9倍灯管的直径长度和0.25倍的直径长度之间,较佳的,高度H介于为0.33倍至0.75倍的直径长度。
如图11所示,为本实用新型另一实施方式,和图9的差别在于,图9所示的LED直管灯,灯板2上方的垂直支撑肋233和灯板2具有LED光源202的表面连接固定,灯板2下方的垂直支撑肋233和灯板2远离LED光源202的表面连接固定。图11所示的实施方式中,支撑结构230为一体成型,LED光源组件置放在支撑结构230的表面上。
本实用新型一种实施方式提供一种LED直管灯,该LED直管灯包括:灯管1;整流电路,所述整流电路用于对外部驱动信号进行整流,以产生整流后信号;滤波电路,其用于对所述整流后信号进行滤波,以产生滤波后信号;收容于所述灯管内的灯板2,所述灯板2上设置有LED模块;所述灯板2包括至少一层能够导电的线路层;所述线路层与所述滤波电路电性连接,以将所述滤波后信号输送至所述LED模块。
本实施方式中的LED直管灯的灯板2设有至少一层线路层,可以看出灯板2的的层数较少,而较少层数的灯板2则可以具有较好的散热效果,同时,较少层数的灯板2的材料成本低,更环保,柔韧效果也有机会提升,不易发生断裂。
本实用新型另一实施方式,灯板2也可以使用可挠性基板(即可挠性电路板),请参照图12,作为灯板2的可挠式电路板包括一层具有导电效果的线路层2a,LED光源202设于线路层2a上,通过线路层2a与电源电气连通(也可以称为电性连接)。图13为图12的立体图。另请参照图16和图17,本实施例中,可挠式电路板还可以包括一层介电层2b,与线路层2a迭置(叠置),介电层2b与线路层2a的面积不相等,线路层2a在与介电层2b相背的表面用于设置光源202(也可称为LED模块)。其中,线路层2a可以是金属层,或者布有导线(例如铜线)的电源层。
在其他实施例中,如图14和图15所示,所述灯板外包覆有电路保护层。具体的,线路层2a和介电层2b的外表面可以包覆一电路保护层2c。所述电路保护层2c可以是一种油墨材料,具有阻焊和增加反射的功能。或者,可挠式电路板可以是一层结构,即只由一层线路层2a组成,然后在线路层2a的表面包覆一层上述油墨材料的电路保护层2c,如图14和图15所示,电路保护层2c上具有开孔,光源202可以和线路层2a做电气连接。不论是一层线路层2a结构或二层结构(一层线路层2a和一层介电层2b)都可以搭配电路保护层2c。需要注意的是,可挠式电路板为一层线路层结构2a或为二层结构(一层线路层2a和一层介电层2b),明显比一般的三层柔性基板(二层线路层中夹一层介电层)更具可挠性与易弯曲性。
此外,可挠式电路板紧贴于灯管管壁为较佳的配置,且可挠式电路板的层数越少,则散 热效果越好,并且材料成本越低,更环保,柔韧效果也有机会提升。
在其他实施例中,所述整流电路及所述滤波电路形成电源5,当然,电源5还可包括其他电路模块,比如采集整流后电压、电流信息的IC及其驱动电路、过压保护电路等等,本申请并不作限制。通常,灯管1的两端设有灯头(电源5视应用的场合,设置在两侧或一侧的灯头内,当然构成电源的部分或全部电子元器件可以通过合理的布局设置在灯板上),灯头上设有第一针脚及第二针脚,其中,第一针脚及第二针脚用于接收外部驱动信号,电源5通常设于灯头中与第一针脚及第二针脚耦接。
任何形式的电源5与灯板2之间的电性连接也可以用传统导线打线方式取代传统的公插及母插,即采用一根传统的金属导线,将金属导线的一端与电源电连接,另一端与灯板2电连接。进一步地,金属导线可包覆一绝缘套管以保护使用者免于触电。但导线打线连接的方式有可能在运输过程中会有断裂的问题,质量上稍差。
其他实施例中,电源5与灯板2之间的电性连接可以通过铆钉钉接、锡膏黏接、焊接或是以导线捆绑的方式来直接连接在一起。与前述灯板2的固定方式一致,可挠式电路软板的一侧表面可以通过粘接剂片粘接固定于灯管1的内周面,而可挠式电路软板的两端可以选择固定或者不固定在灯管1的内周面上。
作为优选的,所述灯板2沿所述灯管的轴向的端部与所述电源电性连接且不与所述灯管连接。通常,灯板2沿灯管1轴向的两端均与电源5进行电性连接。灯板2沿灯管1轴向的两端不与灯管连接(即不固定在灯管1的内周面上)可以认为该两端自由,该自由的两端与电源5进行连接,可以为电源5及灯板2的连接处提供较多的可移动裕量,进而可以有效防止电源5与灯板2之间的连接发送断裂的问题。
如果可挠式电路软板的两端固定在灯管1的内周面上,则优先考虑在可挠式电路软板上设置母插,然后将电源5的公插***母插实现电气连接。
如果灯板2沿灯管1轴向的两端不固定在灯管1的内周面上,如果采用导线连接,在后续搬动过程中,由于两端自由,在后续的搬动过程中容易发生晃动,因而有可能使得导线发生断裂。因此灯板2与电源5的连接方式优先选择为焊接。可以直接将灯板2爬过强化部结构的过渡区后焊接于电源5的输出端上,免去导线的使用,提高产品质量的稳定性。此时灯板2不需要设置母插,电源5的输出端也不需要设置公插。
如图18所示,具体作法可以是将电源5的输出端留出电源焊盘a,并在电源焊盘a上留锡、以使得焊盘上的锡的厚度增加,方便焊接,相应的,在灯板2的端部上也留出光源焊盘b,并将电源5输出端的电源焊盘a与灯板2的光源焊盘b焊接在一起。将焊盘所在的平面定义为正面,则灯板2与电源5的连接方式以两者正面的焊盘对接最为稳固,但是在焊接时焊接压头必 须压在灯板2的背面,隔着灯板2来对焊锡加热,比较容易出现可靠度的问题。如果如图24所示,将灯板2正面的光源焊盘b中间开出孔洞,再将其正面朝上迭加在电源5正面的电源焊盘a上来焊接,则焊接压头可以直接对焊锡加热熔解,对实务操作上较为容易实现。
如图18所示,上述实施例中,作为灯板2的可挠式电路软板大部分固定在灯管1的内周面上,只有在两端是不固定在灯管1的内周面上,不固定在灯管1内周面上的灯板2形成一自由部21,而灯板2固定在灯管1的内周面上。自由部21具有上述的焊盘b。在装配时,自由部21和电源5焊接的一端会带动自由部21向灯管1内部收缩。在本实施例中,当灯板2及电源5连接时,焊盘b及a及灯板上的光源202所在表面朝同一方向,而灯板2上的焊盘b上形成有如图24所示的贯通孔e,使得焊盘b及焊盘a相互连通。当灯板2的自由部21朝向灯管1的内部收缩而变形时,电源5的印刷电路板及灯板2之间的焊接连接部对电源5有一个侧向的拉力。进一步地,相较于电源5之焊盘a及灯板2上的焊盘b系面对面的情况,这里的电源5的印刷电路板及灯板2之间的焊接连接部对电源5还有一个向下的拉力。此一向下拉力来自于贯通孔e内的焊料而于电源5及灯板2之间形成一个更为强化及牢固的电性连接。
如图19所示,灯板2的光源焊盘b为两个不连接的焊盘,分别和光源202正负极电连接,即,所述灯板2的端部上设有多个所述光源焊盘b,多个所述光源焊盘b相间隔设置。焊盘的大小约为3.5×2mm2,电源5的印刷电路板上也有与其相对应的焊盘,焊盘的上方为便于焊接机台自动焊接而有预留锡,锡的厚度可为0.1至0.7mm,较佳值为0.3至0.5mm较为恰当,以0.4mm为最佳。
多个所述光源焊盘b可以沿灯板2的宽度方向(即面对图19时的上下方向)排布,在(沿所述灯板宽度方向相邻的)两个焊盘之间可设置一绝缘孔洞c,避免两个焊盘在焊接的过程中因焊锡熔接在一起而造成电性短路,此外在绝缘孔洞c的后方还可设置定位孔d,用来让自动焊接机台可正确判断出光源焊盘b的正确位置。
灯板的光源焊盘b至少有一个,分别和光源202正负极电连接。在其他实施例中,为了能达到兼容性及后续使用上的扩充性,光源焊盘b的数量可以具有一个以上,例如2个、3个、4个或是4个以上。当焊盘只有1个时,灯板对应二端都会分别与电源电连接,以形成一回路,此时可利用电子组件取代的方式,例如:以电感取代电容当作稳流组件。如图20至图23所示,当焊盘为3个时,第3个焊盘可以用作接地使用,当焊盘为4个时,第4个焊盘可以用来作信号输入端。相应的,电源焊盘a亦和光源焊盘b数量相同。当焊盘为3个以上时,焊盘间的排列可以为一列并排或是排成两列,依实际使用时的容置面积大小配置在适当的位置,只要彼此不电连接造成短路即可。在其他实施例中,若是将部份电路制作在可挠式电路软板上,光源焊盘b可以单独一个,焊盘数量愈少,在工艺上愈节省流程;焊盘数量愈多,可挠式电路软 板和电源输出端的电连接固定愈增强。
如图24所示,在其他实施例中,所述光源焊盘b焊接于所述电源焊盘a的上方;所述光源焊盘b设置有将其贯穿的焊接穿孔e。其中,光源焊盘b的内部可以具有焊接穿孔e的结构,焊接穿孔e的直径可为1至2mm,较佳为1.2至1.8mm,最佳为1.5mm,太小则焊接用的锡不易穿越。当电源5的电源焊盘a与灯板2的光源焊盘b焊接在一起时,焊接用的锡可以穿过所述的焊接穿孔e,然后堆积在焊接穿孔e上方冷却凝结,形成具有大于焊接穿孔e直径的焊球结构g,这个焊球结构g会起到像是钉子的功能,除了透过电源焊盘a和光源焊盘b之间的锡固定外,更可以因为焊球结构g的作用而增强电性连接的稳固定。
如图25至图26所示,在其他实施例中,当光源焊盘b的焊接穿孔e距离灯板2的(端部的)边缘≦1mm时,焊接用的锡会穿过所述的孔洞e而堆积在孔洞上方边缘,过多的锡也会从灯板2的边缘往下方回流,然后与电源焊盘a上的锡凝结在一起,其结构就像是一个铆钉将灯板2牢牢的钉在电源5的电路板上,具有可靠的电性连接功能。如图27及图28所示,在其他实施例中,焊接缺口f取代了焊接穿孔e,焊盘的焊接穿孔是在边缘,焊接用的锡透过所述的焊接缺口f把电源焊盘a和光源焊盘b电连接固定,锡更容易爬上光源焊盘b而堆积在焊接缺口f周围,当冷却凝结后会有更多的锡形成具有大于焊接缺口f直径的焊球,这个焊球结构会让电性连接结构的固定能力增强。本实施例中,因为焊接缺口的设计,焊接用的锡起到像是C形钉子的功能。
焊盘的焊接穿孔不论是先形成好,或是在焊接的过程中直接用焊接压头或称热压头打穿,都可以达到本实施例所述的结构。所述的焊接压头其与焊锡接触的表面可以为平面,凹面,凸面或这些组合;而所述的焊接压头用于限制所欲焊接对象例如灯板2的表面可以为长条状或是网格状,所述的与焊锡接触的表面不完全将穿孔覆盖,确保焊锡能从穿孔穿出,当焊锡穿出焊接穿孔堆积在焊接穿孔周围时,凹部能提供焊球的容置位置。在其他实施例中,作为灯板2的可挠式电路软板具有一定位孔,在焊接时可以透过定位孔将电源焊盘a和光源焊盘b的焊盘精准的定位。
底下将再就本实用新型中与灯板2电性连接的电源5及其相关的电源组件特征及应用加以描述。值得注意的是,下列所描述的电路或组件可以依实际需求部分或全部设置在灯管内的加强部(支撑结构)上,藉此增加散热面积及效率、简化灯头内的电路设计以及提供更容易控制的灯管长度制造;或者是部分保留在灯头内(例如:电阻、电容,体积较小、功率较小、热产生较少或耐热能力较高的电路组件)而部分设置在灯管内的支撑结构上(例如:芯片、电感、晶体管,体积较大、功率较大、热产生较多或耐热能力较差的电路组件),藉此增加散热面积及效率并简化灯头内的电路设计,本实用新型在此并不加以限定。
在某些实施例中,设置在灯管内支撑结构上的电路组件可以通过贴片组件而实现,这些电路组件可以是部分设置在灯板上,也可以是再与灯头内(设置在另一软板或硬板电路板上)保留的电路组件电性连接,例如:公母插或电线(有绝缘外层)方式,以达到绝缘效果;或者电源的电路组件可以全部设置在灯板上,减少灯板与其他电路板连接所预留的长度以及误差容许长度以及两板电性连接的工艺,使灯管、灯板的长度控制更为精确。电路组件与LED灯珠可以在支撑结构的同侧或不同侧上设置;较佳为同侧以减少支撑结构的通孔等的工艺。本实用新型在此并不加以限定。
请参见图29A,为根据本实用新型第一较佳实施例的LED直管灯的电源组件的应用电路方块示意图。交流电源508系用以提供交流电源信号。交流电源508可以为市电,电压范围100-277V,频率为50或60Hz。LED直管灯500接收外部驱动信号,在本实施例中,外部驱动信号为交流电源508的交流驱动信号,而被驱动发光。在本实施例中,LED直管灯500为单端电源的驱动架构,灯管的同一端灯头具有第一接脚501、第二接脚502,用以接收外部驱动信号。本实施例的第一接脚501、第二接脚502耦接(即,电连接、或直接或间接连接)至交流电源508以接收交流驱动信号。
接着,请参见图29B,为根据本实用新型第一较佳实施例的LED灯的电路方块示意图。LED灯的电源组件主要包含整流电路510、滤波电路520以及LED驱动模块530(该LED驱动模块530的实体结构可以理解为上述灯板2与LED模块)。整流电路510耦接第一接脚501、第二接脚502,以接收外部驱动信号,并对外部驱动信号进行整流,然后由第一整流输出端511、第二整流输出端512输出整流后信号。在此的外部驱动信号可以是图29A中的交流驱动信号或交流电源信号,甚至也可以为直流信号而不影响LED灯的操作。滤波电路520与所述整流电路耦接,用以对整流后信号进行滤波;即滤波电路520耦接第一整流输出端511、第二整流输出端512以接收整流后信号,并对整流后信号进行滤波,然后由第一滤波后输出端521、第二滤波后输出端522输出滤波后信号。LED驱动模块530与滤波电路520耦接,以接收滤波后信号并发光;即LED驱动模块530耦接第一滤波后输出端521、第二滤波后输出端522以接收滤波后信号,然后驱动LED驱动模块530内的LED组件(未绘出)发光。此部分请详见之后实施例的说明。
值得注意的是,在本实施例中,第一整流输出端511、第二整流输出端512及第一滤波后输出端521、第二滤波后输出端522的数量均为二,而实际应用时则根据整流电路510、滤波电路520以及LED驱动模块530各电路间信号传递的需求增加或减少,即各电路间耦接端点可以为一个或以上。
再者,图29B所示的LED灯的电源组件以及以下LED灯的电源组件的各实施例,除适用于图29A所示的LED直管灯外,对于包含两接脚用以传递电力的发光电路架构,例如:球泡灯、 PAL灯、插管节能灯(PLS灯、PLD灯、PLT灯、PLL灯等)等各种不同的照明灯的灯座规格均适用。
请参见图30,为根据本实用新型第一较佳实施例的整流电路的电路示意图。整流电路610为桥式整流电路,包含第一整流二极管611、第二整流二极管612、第三整流二极管613及第四整流二极管614,用以对所接收的信号进行全波整流。第一整流二极管611的正极耦接第二整流输出端512,负极耦接第二接脚502。第二整流二极管612的正极耦接第二整流输出端512,负极耦接第一接脚501。第三整流二极管613的正极耦接第二接脚502,负极耦接第一整流输出端511。第四整流二极管614的正极耦接第一接脚501,负极耦接第一整流输出端511。
当第一接脚501、第二接脚502接收的信号为交流信号时,整流电路610的操作描述如下。当交流信号处于正半波时,交流信号依序经第一接脚501、第四整流二极管614和第一整流输出端511后流入,并依序经第二整流输出端512、第一整流二极管611和第二接脚502后流出。当交流信号处于负半波时,交流信号依序经第二接脚502、第三整流二极管613和第一整流输出端511后流入,并依序经第二整流输出端512、第二整流二极管612和接脚501后流出。因此,不论交流信号处于正半波或负半波,整流电路610的整流后信号的正极均位于第一整流输出端511,负极均位于第二整流输出端512。依据上述操作说明,整流电路610输出的整流后信号为全波整流信号。
当第一接脚501、第二接脚502耦接直流电源而接收直流信号时,整流电路610的操作描述如下。当第一接脚501耦接直流电源的正端而第二接脚502耦接直流电源的负端时,直流信号依序经第一接脚501、整流二极管614和第一整流输出端511后流入,并依序经第二整流输出端512、第一整流二极管611和第二接脚502后流出。当第一接脚501耦接直流电源的负端而第二接脚502耦接直流电源的正端时,直流信号依序经第二接脚502、第三整流二极管613和第一整流输出端511后流入,并依序经第二整流输出端512、第二整流二极管612和第一接脚501后流出。同样地,不论直流信号如何透过第一接脚501、第二接脚502输入,整流电路610的整流后信号的正极均位于第一整流输出端511,负极均位于第二整流输出端512。
因此,在本实施例的整流电路610不论所接收的信号为交流信号或直流信号,均可正确输出整流后信号。
请参见图31A,为根据本实用新型第一较佳实施例的滤波电路的电路方块示意图。图中绘出整流电路510仅用以表示连接关系,并非滤波电路520包含整流电路510。滤波电路520包含滤波单元523,耦接第一整流输出端511及第二整流输出端512,以接收整流电路所输出的整流后信号,并滤除整流后信号中的纹波后输出滤波后信号。因此,滤波后信号的波形较整流后信号的波形更平滑。滤波电路520也可更包含滤波单元524,耦接于整流电路及对应接脚 之间,例如:整流电路510与第一接脚501、整流电路510与第二接脚502,用以对特定频率进行滤波,以滤除外部驱动信号的特定频率。在本实施例,滤波单元524耦接于第一接脚501与整流电路510之间。滤波电路520也可更包含滤波单元525,耦接于第一接脚501与第二接脚502其中之一与整流电路510其中之一的二极管之间,用以降低或滤除电磁干扰(EMI)。在本实施例,滤波单元525耦接于第一接脚501与与整流电路510其中之一的二极管(未绘出)之间。由于滤波单元524及525可视实际应用情况增加或省略,故图中以虚线表示之。
请参见图31B,为根据本实用新型第一较佳实施例的滤波单元的电路示意图。滤波单元623包含一电容625(即第一电容625)。电容625的一端耦接第一整流输出端511及第一滤波输出端521,另一端耦接第二整流输出端512及第二滤波输出端522,以对由第一整流输出端511及第二整流输出512输出的整流后信号进行低通滤波,以滤除整流后信号中的高频成分而形成滤波后信号,然后由第一滤波输出端521及第二滤波输出端522输出。
请参见图31C,为根据本实用新型第二较佳实施例的滤波单元的电路示意图。滤波单元723为π型滤波电路,包含电容725(即第二电容725)、电感726以及电容727(即第三电容727)。电容725的一端耦接第一整流输出端511并同时经过电感726耦接第一滤波输出端521,另一端耦接第二整流输出端512及第二滤波输出端522。电感726耦接于第一整流输出端511及第一滤波输出端521之间。电容727的一端经过电感726耦接第一整流输出端511并同时耦接第一滤波输出端521,另一端耦接第二整流输出端512及第二滤波输出端522。
等效上来看,滤波单元723较图31B所示的滤波单元623多了电感726及电容727。而且电感726与电容727也同电容725般,具有低通滤波作用。故,本实施例的滤波单元723相较于图31B所示的滤波单元623,具有更佳的高频滤除能力,所输出的滤波后信号的波形更为平滑。
上述实施例中的电感726的感值较佳为选自10nH~10mH的范围。电容625、725、727的容值较佳为选自100pF~1uF的范围。
请参见图32A,为根据本实用新型第一较佳实施例的LED模块的电路示意图。LED模块630的正端耦接第一滤波输出端521,负端耦接第二滤波输出端522。LED模块630包含至少一个LED单元632,即前述实施例中的光源。LED单元632为两个以上时彼此并联。每一个LED单元的正端耦接LED模块630的正端,以耦接第一滤波输出端521;每一个LED单元的负端耦接LED模块630的负端,以耦接第二滤波输出端522。LED单元632包含至少一个LED组件631。当LED组件631为复数时,LED组件631串联成一串,第一个LED组件631的正端耦接所属LED单元632的正端,第一个LED组件631的负端耦接下一个(第二个)LED组件631。而最后一个LED组件631的正端耦接前一个LED组件631的负端,最后一个LED组件631的负端耦接所属LED单元632的负端。
值得注意的是,LED模块630可产生电流侦测信号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。
请参见图32B,为根据本实用新型第二较佳实施例的LED模块的电路示意图。LED模块630的正端耦接第一滤波输出端521,负端耦接第二滤波输出端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。LED单元732包含至少二个顺次连接的LED组件731,在所属的LED单元732内的LED组件731的连接方式如同图32A所描述般,LED组件731的负极与下一个LED组件731的正极耦接,而第一个LED组件731的正极耦接所属LED单元732的正极,以及最后一个LED组件731的负极耦接所属LED单元732的负极。
可以看出,在单个LED单元732中的至少二个LED组件731为顺次连接。具体的,由第一个LED组件731连接至最后一个LED组件731的连接方向可以与灯管1的轴向相同。即,所述LED单元732中的至少二个LED组件731由第一个LED组件731至最后一个LED组件731沿所述灯管的轴向排布。
再者,本实施例中的LED单元732之间也可以彼此连接。每一个LED单元732的第n个LED组件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组件间的连接为网状连接。
相较于图33A至图33F的实施例,上述实施例的LED驱动模块530包含LED模块630但未包含驱动电路。
同样地,本实施例的LED模块630可产生电流侦测信号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组件731的数量较佳为15-25个,更佳为18-22个。
请参见图32C,为根据本实用新型第一较佳实施例的LED模块的走线示意图。本实施例的LED组件831的连接关系同图32B所示,在此以三个LED单元为例进行说明。正极导线834与负极导线835接收驱动信号,以提供电力至各LED组件831,举例来说:正极导线834耦接前述滤波电路520的第一滤波输出端521,负极导线835耦接前述滤波电路520的第二滤波输出端522,以接收滤波后信号。为方便说明,图中将每一个LED单元中的第n个划分成同一LED组833。同时,多个LED组833同样沿灯管1的轴向(需要说明的是,灯管1的轴向也可以为灯板2的长度方向,也是线路层的长度方向)排布。
正极导线834连接最左侧三个LED单元中的第一个LED组件831,即如图所示最左侧LED组833(也可以理解为线路层最左端的LED组833)中的三个LED组件的(左侧)正极。而负极导线835连接三个LED单元中的最后一个LED组件831,即如图所示最右侧LED组833(也可以理解为 线路层最右端的LED组833)中的三个LED组件的(右侧)负极。每一个LED单元的第一个LED组件831的负极,最后一个LED组件831的正极以及其他LED组件831的正极及负极则透过连接导线839连接。
换句话说,最左侧LED组833的三个LED组件831的正极透过正极导线834彼此连接,其负极透过最左侧连接导线839彼此连接。左二LED组833的三个LED组件831的正极透过最左侧连接导线839彼此连接,其负极透过左二的连接导线839彼此连接。由于最左侧LED组833的三个LED组件831的负极及左二LED组833的三个LED组件831的正极均透过最左侧连接导线839彼此连接,故每一个LED单元的第一个LED组件的负极与第二个LED组件的正极彼此连接。依此类推从而形成如图32B所示的网状连接。
值得注意的是,连接导线839中与LED组件831的正极连接部分的宽度836小于与LED组件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组件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组件的散热。
另外,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。这样的走线架构可使LED灯的电源组件的其他电路,例如:滤波电路520、整流电路510由任一端或同时两端的正极及负极连接点耦接到LED模块,增加实际电路的配置安排的弹性。
请参见图32D,为根据本实用新型第二较佳实施例的LED模块的走线示意图。本实施例的LED组件931的连接关系同图32A所示,在此以三个LED单元且每个LED单元包含7个LED组件为例进行说明。正极导线934与负极导线935接收驱动信号,以提供电力至各LED组件931,举例来说:正极导线934耦接前述滤波电路520的第一滤波输出端521,负极导线935耦接前述滤波电路520的第二滤波输出端522,以接收滤波后信号。为方便说明,图中将每一个LED单元中七个LED组件划分成同一LED组932。
正极导线934连接每一LED组932中第一个(最左侧)LED组件931的(左侧)正极。负极导线935连接每一LED组932中最后一个(最右侧)LED组件931的(右侧)负极。在每一LED组932中,邻近两个LED组件931中左方的LED组件931的负极透过连接导线939连接右方LED组件931的正极。藉此,LED组932的LED组件串联成一串。
值得注意的是,连接导线939用以连接相邻两个LED组件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组的最后一个(最右侧)的LED组件931的负极。正极导线934用以连接各LED组的第一个(最左侧)的LED组件931的正极。因此,其宽度及供LED组件的散热 面积依上述顺序由大至小。也就是说,连接导线939的宽度938最大,负极导线935连接LED组件931负极的宽度937次之,而正极导线934连接LED组件931正极的宽度936最小。因此,这样的走线架构有助于LED组件的散热。
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。这样的走线架构可使LED灯的电源组件的其他电路,例如:滤波电路520、整流电路510由任一端或同时两端的正极及负极连接点耦接到LED模块,增加实际电路的配置安排的弹性。
再者,图32C及图33D中所示的走线可以可挠式电路板来实现。举例来说,可挠式电路板具有单层线路层,以蚀刻方式形成图32C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32D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。
请参见图32E,为根据本实用新型第三较佳实施例的LED模块的走线示意图。本实施例系将图32C的LED模块的走线由单层线路层改为双层线路层,主要是将正极引线834a及负极引线835a改至第二层金属层。说明如下。
请同时参见图35,可挠式电路板具有双层线路层,包括一第一线路层2a,介电层2b及第二线路层2c。第一线路层2a及第二线路层2c间以介电层2b进行电性隔离。可挠式电路板的第一线路层2a以蚀刻方式形成图32E中的正极导线834、负极导线835及连接导线839,以电连接所述多个LED组件831,例如:电连接所述多个LED组件成网状连接,第二线路层2c以蚀刻方式正极引线834a、负极引线835a,以电连接所述滤波电路(的滤波输出端)。而且在可挠式电路板的第一线路层2a的正极导线834、负极导线835具有层连接点834b及835b。第二线路层2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及835b与层连接点834c及835c位置相对,用以电性连接正极导线834及正极引线834a,以及负极导线835及负极引线835a。较佳的做法是将第一层金属层的层连接点834b及835b的位置同下方个介电层形成开口(该开口将介电层贯穿)至裸露出层连接点834c及835c,然后用焊锡焊接,使正极导线834及正极引线834a,以及负极导线835及负极引线835a彼此电性连接。
同样地,图32D所示的LED模块的走线也可以将正极引线934a及负极引线935a改至第二层金属层,而形成双层金属层的走线结构。
值得注意的是,具有双层导电层的可挠式电路板的第二线路层的厚度较佳为相较于第一线路层的厚度厚,藉此可以降低在正极引线及负极引线上的线损(压降)。再者,具有双层导电层的可挠式电路板相较于单层金属层的可挠式电路板,由于将两端的正极引线、负极引线移至第二层,可以缩小可挠式电路板的宽度。在相同的治具上,较窄的基板的排放数量多于 较宽的基板,因此可以提高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组件的焊接时焊接位置的准确性。
本实用新型的LED组件的发光效率为80lm/W以上,较佳为120lm/W以上,更佳为160lm/W以上。LED组件可以是单色LED芯片的光经荧光粉而混成白色光,其光谱的主要波长为430-460nm以及550-560nm,或者430-460nm、540-560nm以及620-640nm。
请参见图33A,为根据本实用新型第二较佳实施例的LED灯的电源组件的应用电路方块示意图。本实施例的LED灯的电源组件包含整流电路510、滤波电路520、LED驱动模块530,且LED驱动模块530更包含驱动电路1530及LED模块630。驱动电路1530为直流转直流转换电路,耦接第一滤波输出端521及第二滤波输出端522,以接收滤波后信号,并进行电力转换以将滤波后信号转换成驱动信号而于第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522输出。LED模块630耦接第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522,以接收驱动信号而发光,较佳为LED模块630的电流稳定于一设定电流值。LED模块630可参见图32A至图32D的说明。
值得注意的是,图29B所示的实施例中的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灯的电源组件可应用至单端电源的应用环境,例如:球泡灯、PAL灯等均适用。
请参见图33B,为根据本实用新型第一较佳实施例的驱动电路的电路方块示意图。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耦接第一滤波输出端521及第二滤波输出端522,接收滤波后信号,并根据控制器1531的控制,转换成驱动信号而由第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522输出,以驱动LED模块。在控制器1531的控制下,转换电路1532所输出的驱动信号为稳定电流,而使LED模块稳定发光。
请参见图33C,为根据本实用新型第一较佳实施例的驱动电路的电路示意图。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耦接第一滤波输出端521及第二滤波输出端522,以将接收的滤波后信号转换成驱动信号,以驱动耦接在第一驱动输出端1521及第二驱动输出端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,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,第二端耦接第二滤波输出端522,控制端耦接控制器1631以接受控制器1631的控制使第一端及第二端之间为导通或截止。第一驱动输出端1521耦接第一滤波输出端521,第二驱动输出端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的耦接于第一驱动输出端1521及第二驱动输 出端1522之间,以稳定第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522之间的电压差。续流二极管1633的负端耦接第一驱动输出端1521。
接下来说明驱动电路1630的运作。
控制器1631根据电流侦测信号S535和/或S531决定切换开关1635的导通及截止时间,也就是控制切换开关1635的占空比(Duty Cycle)来调节驱动信号的大小。电流侦测信号S535系代表流经切换开关1635的电流大小。电流侦测信号S535系代表流经耦接于第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522之间的LED模块的电流大小。根据电流侦测信号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,滤波后信号的电流由第一滤波输出端521流入,并经过电容1634及第一驱动输出端1521到LED模块、电感1632、切换开关1635后由第二滤波输出端522流出。此时,电容1634及电感1632进行储能。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续流到第一驱动输出端1521使LED模块仍持续发光。
值得注意的是,电容1634非必要组件而可以省略,故在图中以虚线表示。在一些应用环境,可以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。
再从另一角度来看,驱动电路1630使得流经LED模块电流维持不变,因此对于部分LED模块而言(例如:白色、红色、蓝色、绿色等LED模块),色温随着电流大小而改变的情形即可改善,亦即,LED模块能在不同的亮度下维持色温不变。而扮演储能电路的电感1632在切换开关1635截止时释放所储存的能量,一方面使得LED模块保持持续发光,另一方面也使得LED模块上的电流电压不会骤降至最低值,而当切换开关1635再次导通时,电流电压就不需从最低值往返到最大值,藉此,避免LED模块断续发光而提高LED模块的整体亮度并降低最低导通周期以及提高驱动频率。
请参见图33D,为根据本实用新型第二较佳实施例的驱动电路的电路示意图。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将由第一滤波输出端521及第二滤波输出端522所接收的滤波后信号转换成驱动信号,以驱动耦接在第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522之间的LED模块。
电感1732的一端耦接第一滤波输出端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的第二端耦接第二滤波输出端522及第二驱动输出端1522。续流二极管1733的负极耦接第一驱动输出端1521。电容1734耦接于第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522之间。
控制器1731耦接切换开关1735的控制端,根据电流侦测信号S531和/或电流侦测信号 S535来控制切换开关1735的导通与截止。当切换开关1735导通时,电流由第一滤波输出端521流入,并流经电感1732、切换开关1735后由第二滤波输出端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。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。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为可省略的组件,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。通过控制LED模块的发光时间及流经的电流大小,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。
再从另一角度来看,驱动电路1730使得流经LED模块电流维持不变,因此对于部分LED模块而言(例如:白色、红色、蓝色、绿色等LED模块),色温随着电流大小而改变的情形即可改善,亦即,LED模块能在不同的亮度下维持色温不变。而扮演储能电路的电感1732在切换开关1735截止时释放所储存的能量,一方面使得LED模块持续发光,另一方面也使得LED模块上的电流电压不会骤降至最低值,而当切换开关1635再次导通时,电流电压就不需从最低值往返到最大值,藉此,避免LED模块断续发光而提高LED模块的整体亮度并降低最低导通周期以及提高驱动频率。
请参见图33E,为根据本实用新型第三较佳实施例的驱动电路的电路示意图。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耦接第一滤波输出端521及第二滤波输出端522,以将接收的滤波后信号转换成驱动信号,以驱动耦接在第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522之间的LED模块。
切换开关1835的第一端耦接第一滤波输出端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的控制信号而使第一端与第二端之间的状态为导通或截止。续流二极管1833的正极耦接第二滤波输出端522。电感1832的一端与切换开关1835的第二端耦接,另一端耦接第一驱动输出端1521。第二驱动输出端1522耦接续流二极管1833的正极。电容1834耦接于第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522之间,以稳定第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522之间的电压。
控制器1831根据电流侦测信号S531和/或电流侦测信号S535来控制切换开关1835的导通与截止。当切换开关1835导通时,电流由第一滤波输出端521流入,并流经切换开关1835、 电感1832、第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522后由第二滤波输出端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。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的电流经第一驱动输出端1521及第二驱动输出端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为可省略组件,图式中以虚线表示。当电容1834省略时,不论切换开关1835为导通或截止,电感1832的电流均可以流过第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522以驱动LED模块持续发光。
再从另一角度来看,驱动电路1830使得流经LED模块电流维持不变,因此对于部分LED模块而言(例如:白色、红色、蓝色、绿色等LED模块),色温随着电流大小而改变的情形即可改善,亦即,LED模块能在不同的亮度下维持色温不变。而扮演储能电路的电感1832在切换开关1835截止时释放所储存的能量,一方面使得LED模块保持持续发光,另一方面也使得LED模块上的电流电压不会骤降至最低值,而当切换开关1835再次导通时,电流电压就不需从最低值往返到最大值,藉此,避免LED模块断续发光而提高LED模块的整体亮度并降低最低导通周期以及提高驱动频率。
请参见图33F,为根据本实用新型第四较佳实施例的驱动电路的电路示意图。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耦接第一滤波输出端521及第二滤波输出端522,以将接收的滤波后信号转换成驱动信号,以驱动耦接在第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522之间的LED模块。
电感1932的一端耦接第一滤波输出端521及第二驱动输出端1522,另一端耦接切换开关1935的第一端。切换开关1935的第二端耦接第二滤波输出端522,而控制端耦接控制器1931以根据控制器1931的控制信号而为导通或截止。续流二极管1933的正极耦接电感1932与切换开关1935的连接点,负极耦接第一驱动输出端1521。电容1934耦接第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522,以稳定耦接于第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522之间的LED模块的驱动。
控制器1931根据电流侦测信号S531和/或电流侦测信号S535来控制切换开关1935的导通与截止。当切换开关1935导通时,电流由第一滤波输出端521流入,并流经电感1932、切换开关1935后由第二滤波输出端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;电容1934的电压随时间减少,电容1934处于释能状态,以维持LED模块发光。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、第一驱动输出端1521及第二驱动输出端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为可省略组件,图式中以虚线表示。当电容1934省略时,切换开关1935导通时,电感1932的电流并未流经第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522而使LED模块不发光。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。通过控制LED模块的发光时间及流经的电流大小,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。
再从另一角度来看,驱动电路1930使得流经LED模块电流维持不变,因此对于部分LED模块而言(例如:白色、红色、蓝色、绿色等LED模块),色温随着电流大小而改变的情形即可改善,亦即,LED模块能在不同的亮度下维持色温不变。而扮演储能电路的电感1932在切换开关1935截止时释放所储存的能量,一方面使得LED模块持续发光,另一方面也使得LED模块上的电流电压不会骤降至最低值,而当切换开关1935再次导通时,电流电压就不需从最低值往返到最大值,藉此,避免LED模块断续发光而提高LED模块的整体亮度并降低最低导通周期以及提高驱动频率。
本实用新型的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。考虑LED直管灯的扩散层的透光率为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%=91.8lm/W以上,更佳为147.2lm/W*85%=125.12lm/W。
请参见图34A,为根据本实用新型第三较佳实施例的LED直管灯的电源组件的应用电路方块示意图。本实施例的LED直管灯包含整流电路510、滤波电路520及LED驱动模块530,且更增加过压保护电路1570。过压保护电路1570耦接第一滤波输出端521及第二滤波输出端522,以侦测滤波后信号,并于滤波后信号的准位高于设定过压值时,箝制滤波后信号的准位。因此,过压保护电路1570可以保护LED驱动模块530的组件不因过高压而毁损。
请参见图34B,为根据本实用新型较佳实施例的过压保护电路的电路示意图。过压保护电路1670包含稳压二极管1671,例如:齐纳二极管(Zener Diode),耦接第一滤波输出端521及第二滤波输出端522。稳压二极管1671于第一滤波输出端521及第二滤波输出端522的电压差(即,滤波后信号的准位)达到崩溃电压时导通,使电压差箝制在崩溃电压上。过压保护电路1670可以避免暂时性的高电压造成LED驱动模块530的毁损。
虽然本实用新型已通过上述的实施例揭露如上,然其并非用以限定本实用新型,任何熟悉此一技术领域具有通常知识者,在了解本新型前述的技术特征及实施例,并在不脱离本实用新型的精神和范围内,当可作些许的更动与润饰,因此实用新型的专利保护范围以权利要求中所界定的内容为准。也就是说,可以将上述特征作任意的排列组合,并用于LED直管灯 的改进。
Claims (31)
1.一种LED直管灯,其特征在于,包括:
灯管;
整流电路,所述整流电路用于对外部驱动信号进行整流,以产生整流后信号;
滤波电路,其用于对所述整流后信号进行滤波,以产生滤波后信号;
收容于所述灯管内的灯板,所述灯板上设置有LED模块;所述灯板包括至少一层能够导电的线路层;所述线路层与所述滤波电路电性连接,以将所述滤波后信号输送至所述LED模块。
2.如权利要求1所述的LED直管灯,其特征在于:所述灯板还包括一层介电层;所述介电层与所述线路层叠置;所述LED模块设置于所述线路层背对所述介电层的表面上。
3.如权利要求2所述的LED直管灯,其特征在于:所述线路层为两层;所述介电层夹设于两层所述线路层之间,以将两层所述线路层电性隔离。
4.如权利要求3所述的LED直管灯,其特征在于:两层所述线路层包括第一线路层和第二线路层;所述LED模块设置于所述第一线路层背对所述介电层的表面上;所述第二线路层与所述滤波电路电性连接。
5.如权利要求4所述的LED直管灯,其特征在于:所述第二线路层的厚度大于所述第一线路层的厚度。
6.如权利要求1所述的LED直管灯,其特征在于:所述灯板上包覆有电路保护层;所述电路保护层上开设有供所述LED模块与所述线路层电性连接的开孔。
7.如权利要求1所述的LED直管灯,其特征在于:所述灯板为可挠式电路板。
8.如权利要求1至7任一所述的LED直管灯,其特征在于:所述LED模块的正端耦接所述滤波电路的第一滤波输出端,负端耦接所述滤波电路的第二滤波输出端;所述LED模块包括至少二个LED单元,每一个LED单元的正端耦接所述LED模块的正端,以及负端耦接所述LED模块的负端。
9.如权利要求8所述的LED直管灯,其特征在于:所述LED单元包括至少二个顺次连接的LED组件;所述至少二个顺次连接的LED组件中,第一个LED组件的正极耦接所述LED单元的正极,最后一个LED组件的负极耦接所述LED单元的负极。
10.如权利要求9所述的LED直管灯,其特征在于:所述LED模块中,每一个LED单元的第n个LED组件的正极彼此连接,负极彼此连接。
11.如权利要求9所述的LED直管灯,其特征在于:所述线路层上设有正极导线、负极导线、连接导线;所述正极导线连接所述第一个LED组件的正极;所述负极导线连接所述最 后一个LED组件的负极;所述至少二个LED组件通过所述连接导线顺次连接。
12.如权利要求9所述的LED直管灯,其特征在于:所述LED单元中的至少二个LED组件由第一个LED组件至最后一个LED组件沿所述灯管的轴向排布;所述LED模块中,每一个LED单元的第n个LED组件形成多个沿所述灯管轴向排布的LED组。
13.如权利要求12所述的LED直管灯,其特征在于:所述线路层上设有正极导线、负极导线、连接导线;所述正极导线连接位于所述线路层一端的所述LED组的所述第一个LED组件的正极;所述负极导线连接位于所述线路层另一端的所述LED组的所述最后一个LED组件的负极;
沿所述灯管轴向相邻的两个所述LED组中,一LED组中的LED组件的负极通过所述连接导线与另一LED组中的LED组件的正极连接。
14.如权利要求5所述的LED直管灯,其特征在于:所述第一线路层设有正极导线、负极导线;所述第二线路层设有正极引线、负极引线;所述正极导线、所述负极导线、所述正极引线、所述负极引线均设有层连接点;所述正极导线的层连接点与所述正极引线的层连接点电性连接;所述负极导线的层连接点与所述负极引线的层连接点电性连接。
15.如权利要求14所述的LED直管灯,其特征在于:所述介电层设有将其贯穿的开口;所述正极导线的层连接点与所述正极引线的层连接点通过所述开口进行焊锡焊接;所述负极导线的层连接点与所述负极引线的层连接点通过所述开口进行焊锡焊接。
16.如权利要求1至7任一所述的LED直管灯,其特征在于:所述整流电路及所述滤波电路形成电源;所述灯板沿所述灯管的轴向的端部与所述电源电性连接且不与所述灯管连接。
17.如权利要求16所述的LED直管灯,其特征在于:所述电源的输出端设有电源焊盘,所述灯板沿所述灯管轴向的端部设有与所述电源焊盘焊接的光源焊盘。
18.如权利要求17所述的LED直管灯,其特征在于:所述灯板的端部上设有多个所述光源焊盘,多个所述光源焊盘相间隔设置;沿所述灯板宽度方向相邻的两个光源焊盘之间设有绝缘孔洞。
19.如权利要求17所述的LED直管灯,其特征在于:所述光源焊盘焊接于所述电源焊盘的上方;所述光源焊盘设置有将其贯穿的焊接穿孔。
20.如权利要求19所述的LED直管灯,其特征在于:所述焊接穿孔的直径为1至2mm。
21.如权利要求19所述的LED直管灯,其特征在于:所述焊接穿孔与所述灯板的端部边缘的距离小于或等于1mm。
22.如权利要求17所述的LED直管灯,其特征在于:所述光源焊盘焊接于所述电源焊 盘的上方;所述光源焊盘设置有焊接缺口。
23.如权利要求1至7任一所述的LED直管灯,其特征在于:所述滤波电路具有输出滤波后信号的第一滤波输出端、第二滤波输出端;
所述滤波电路包含第一电容;所述第一电容的一端耦接所述第一滤波输出端及所述整流电路的第一整流输出端,另一端耦接所述第二滤波输出端及所述整流电路的第二整流输出端;所述第一电容的容值选自100pF至1uF的范围。
24.如权利要求1至7任一所述的LED直管灯,其特征在于:所述滤波电路具有输出滤波后信号的第一滤波输出端、第二滤波输出端;所述滤波电路包含第二电容、电感以及第三电容;
所述第二电容的一端耦接所述整流电路的第一整流输出端并同时经过所述电感耦接所述第一滤波输出端,另一端耦接所述整流电路的第二整流输出端及所述第二滤波输出端;
所述电感耦接于所述第一整流输出端及所述第一滤波输出端之间;
所述第三电容的一端经过所述电感耦接所述第一整流输出端并同时耦接所述第一滤波输出端,另一端耦接所述第二整流输出端及所述第二滤波输出端。
25.如权利要求24所述的LED直管灯,其特征在于:所述电感的感值选自10nH至10mH的范围;所述第二电容、所述第三电容的容值选自100pF至1uF的范围。
26.如权利要求1至7任一所述的LED直管灯,其特征在于:还包括驱动电路;所述驱动电路耦接于所述滤波电路与所述线路层之间,所述驱动电路能将滤波后信号转换为稳定电流信号以驱动所述LED模块发光。
27.如权利要求26所述的LED直管灯,其特征在于:所述驱动电路包括控制器及转换电路;所述控制器能控制所述转换电路将滤波后信号转换为稳定电流信号。
28.如权利要求27所述的LED直管灯,其特征在于:所述转换电路包含电感、续流二极管、电容以及切换开关;其中,所述切换开关为金氧半场效晶体管,具有控制端、第一端及第二端;
所述切换开关的第一端耦接所述续流二极管的正极,第二端耦接所述滤波电路的第二滤波输出端,控制端耦接控制器以接受控制器的控制使第一端及第二端之间为导通或截止;
所述驱动电路的第一驱动输出端耦接所述滤波电路的第一滤波输出端,所述驱动电路的第二驱动输出端耦接所述电感的一端,所述电感的另一端耦接所述切换开关的第一端;所述电容耦接于所述第一驱动输出端及所述第二驱动输出端之间,以稳定所述第一驱动输出端及所述第二驱动输出端之间的电压差;所述续流二极管的负端耦接第一驱动输出端。
29.如权利要求27所述的LED直管灯,其特征在于:所述转换电路包含电感、续流二 极管、电容以及切换开关;其中,所述切换开关为金氧半场效晶体管,具有控制端、第一端及第二端;
所述电感的一端耦接所述滤波电路的第一滤波输出端,另一端耦接所述续流二极管的正极及所述切换开关的第一端;所述切换开关的第二端耦接所述滤波电路的第二滤波输出端,控制端耦接控制器以接受控制器的控制使第一端及第二端之间为导通或截止;所述切换开关的第二端耦接所述滤波电路的第二滤波输出端及所述转换电路的第二驱动输出端;所述续流二极管的负极耦接所述转换电路的第一驱动输出端;所述电容耦接于所述第一驱动输出端及所述第二驱动输出端之间。
30.如权利要求27所述的LED直管灯,其特征在于:所述转换电路包含电感、续流二极管、电容以及切换开关;其中,所述切换开关为金氧半场效晶体管,具有控制端、第一端及第二端;
所述切换开关的第一端耦接所述滤波电路的第一滤波输出端,第二端耦接所述续流二极管的负极,控制端耦接所述控制器以接收控制器的控制信号使第一端与第二端之间的状态为导通或截止;所述续流二极管的正极耦接所述滤波电路的第二滤波输出端;所述电感的一端与所述切换开关的第二端耦接,另一端耦接所述驱动电路的第一驱动输出端;所述驱动电路的第二驱动输出端耦接所述续流二极管的正极;所述电容耦接于所述第一驱动输出端及第二驱动输出端之间,以稳定第一驱动输出端及第二驱动输出端之间的电压。
31.如权利要求27所述的LED直管灯,其特征在于:所述转换电路包含电感、续流二极管、电容以及切换开关;其中,所述切换开关为金氧半场效晶体管,具有控制端、第一端及第二端;
所述电感的一端耦接所述滤波电路的第一滤波输出端及所述驱动电路的第二驱动输出端,另一端耦接切换开关的第一端;所述切换开关的第二端耦接所述滤波电路的第二滤波输出端,控制端耦接所述控制器以根据控制器的控制信号使第一端与第二端之间的状态为导通或截止;所述续流二极管的正极耦接所述电感与所述切换开关的连接点,负极耦接所述驱动电路的第一驱动输出端;所述电容耦接所述第一驱动输出端及所述第二驱动输出端,以稳定耦接于第一驱动输出端及第二驱动输出端之间的驱动信号。
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