CN206555763U - 一种led直管灯 - Google Patents

一种led直管灯 Download PDF

Info

Publication number
CN206555763U
CN206555763U CN201620214221.3U CN201620214221U CN206555763U CN 206555763 U CN206555763 U CN 206555763U CN 201620214221 U CN201620214221 U CN 201620214221U CN 206555763 U CN206555763 U CN 206555763U
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
signal
led
testing result
drive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201620214221.3U
Other languages
English (en)
Inventor
刘新通
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co Ltd
Original Assignee
Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co Ltd filed Critical Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co Ltd
Priority to CN201720777789.0U priority Critical patent/CN208107700U/zh
Priority to CN201721224355.4U priority patent/CN207990255U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN206555763U publication Critical patent/CN206555763U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

本实用新型提出一种LED直管灯,其实现必须在灯管的两个端盖同时在灯具灯座里面时才通电的安全功能,保障安装人员在安装时没有触电的危险。此种LED直管灯包含:灯管;两灯头,分别具有接脚用以接收外部驱动信号,且适于分别耦接该灯管的两端;整流电路,用以对所述外部驱动信号进行整流,以产生整流后信号;滤波电路,用以产生滤波后信号;LED驱动模块,被配置以产生驱动信号,以使所述LED直管灯发光;以及侦测模块,用以决定是否截止所述外部驱动信号流过所述LED直管灯,且具有第一侦测端以及第二侦测端。当流经所述第一侦测端以及所述第二侦测端的电流高于或等于安装设定电流时,所述侦测模块导通;当流经所述第一侦测端以及所述第二侦测端的电流低于所述安装设定电流时,所述侦测模块截止。

Description

一种LED直管灯
技术领域
本实用新型涉及照明器具领域,具体涉及一种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萤光灯。相较于充填有惰性气体及水银的萤光灯而言,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。
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,光源与电源之间通过电路板进行电气连接。然而,现有的LED直管灯仍有以下几类质量问题需解决,例如电路板一般为刚性板,当灯管破裂后,尤其在局部破裂的时候,整根LED直管灯仍旧处于直管的状态,使用者会误认为灯管还能使用,从而去自行安装,容易导致发生漏电而触电事故。
再者,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日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。举例来说,日光灯内部并无电子组件,对于符合照明设备的UL认证、EMI的规范上相当简单。然而,LED直管灯具有相当多的电子组件于灯内,重要的是考虑各电子组件间的布局所造成的影响,而不易符合UL认证、EMI的规范。
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、预热启动型(Program Start)电子镇流器两种。电子镇流器具有谐振电路,其驱动设计与日光灯的负载特性匹配,即电子镇流器在日光灯在点亮前为电容性组件,而点亮后为电阻性组件,提供对应的启动程序,而使日光灯可以正确的点亮。而LED为非线性组件,与日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,预热启动型电子镇流器会侦测灯丝,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。另外,电子镇流器等效上为电流源,做为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,因而导致电子组件损坏或LED直管灯无法稳定提供照明。
再来,LED驱动所用的驱动信号为直流信号,然而日光灯的驱动信号为市电的低频、低压交流信号或电子镇流器的高频、高压交流信号,甚至应用于紧急照明时,紧急照明的电池为 直流信号。不同驱动信号间的电压、频率范围落差大,并非简单进行整流即可兼容。
而当LED直管灯为双端电源时,LED直管灯的双端的其中之一若已***灯座而另一端尚未***灯座时,使用者若触摸到未***灯座端的金属或可导电的部分,就可能发生触电之风险。
目前市面上的发光二极管(即LED直管灯)灯管取代现行的照明装置即取代荧光灯管的方式主要有两种。
一为镇流器相容型发光二极管灯管(T-LED lamp),在不改变原有照明装置的线路的基础上,直接用发光二极管灯管替换传统的荧光灯管。
另一为镇流旁路型(Ballast by-pass)发光二极管灯管,电路上省掉传统的镇流器,而直接将市电接到发光二极管灯管。后者适用于新装修的环境,采用新的驱动电路及发光二极管灯管。
有鉴于上述问题,以下提出本实用新型及其实施例。
发明内容
本实用新型提供一种新的LED直管灯,以及其各个方面(与特征),以解决上述问题。
提供一种LED直管灯,适于安装于一灯座中使用,其特征在于包含一灯管;两灯头,分别具有至少一接脚,且适于分别耦接该灯管的两端,所述两灯头的所述接脚系用以接收一外部驱动信号;一第一整流电路,耦接所述两灯头其中之一灯头的所述接脚,系用以对所述外部驱动信号进行整流,以产生一整流后信号;一第二整流电路,耦接所述两灯头其中另一灯头的所述接脚,系用以与所述第一整流电路同时对所述外部驱动信号进行整流;一滤波电路,与所述第一整流电路及第二整流电路耦接,系用以对所述整流后信号进行滤波,以产生一滤波后信号;一LED驱动模块,与所述滤波电路耦接,且被配置以接收所述滤波后信号以及产生一驱动信号,所述LED驱动模块包含一LED模块,且所述LED模块用以接收所述驱动信号而发光;以及一侦测模块,系用以决定是否截止所述外部驱动信号流过所述LED直管灯,且所述侦测模块具有一第一侦测端以及一第二侦测端,所述第一侦测端耦接所述第一整流电路及/或第二整流电路,所述第二侦测端耦接所述滤波电路;其中,当流经所述第一侦测端以及所述第二侦测端的一电流高于或等于安装设定电流时,所述侦测模块导通使所述LED直管灯操作于一导通状态;当流经所述第一侦测端以及所述第二侦测端的一电流低于所述安装设定电流时,所述侦测模块截止使所述LED直管灯进入一不导通状态。
优选的,所述侦测模块包含一开关电路、一检测脉冲发生模块、一检测结果锁存电路、 以及一检测判定电路。所述检测判定电路耦接所述检测结果锁存电路、第一侦测端以及第二侦测端,且用以侦测所述第一侦测端以及第二侦测端之间的一信号,以将一检测结果信号传送至所述检测结果锁存电路。所述检测脉冲发生模块耦接所述检测结果锁存电路,且用以通知所述检测结果锁存电路锁存检测结果的时机点。所述检测结果锁存电路耦接所述开关电路,且适于根据所述检测结果信号锁存一检测结果,且将所述检测结果反映至所述开关电路。所述开关电路根据所述检测结果,决定在所述第一侦测端以及第二侦测端之间导通或截止。
在一实施例中,所述检测脉冲发生模块包含一第一电容器及一第二电容器、一第一电阻器及一第二电阻器、一第一缓冲器、一反向器、一二极管以及一或门;所述第一电阻器的一端耦接于所述反向器的一输入端,而另一端适于耦接于一驱动电压;所述第二电阻器的一端耦接于所述第一缓冲器的一输入端,而另一端适于耦接于一参考电位;所述二极管的负端也耦接所述第一缓冲器的所述输入端,且与所述第二电阻器并联连接;所述第一电容器的一端及所述第二电容器的一端共同耦接,所述共同耦接端适于耦接于一驱动电压,而所述第一电容器的另一端接所述反向器的所述输入端,而所述第二电容器的另一端则耦接所述第一缓冲器的所述输入端;且所述反向器的一输出端及所述第一缓冲器的一输出端分别耦接所述或门的二输入端,而所述或门的一输出端耦接所述检测结果锁存电路。
在一实施例中,所述检测脉冲发生模块更包含一第三电容器、一第三电阻器、以及一第二缓冲器;其中所述第三电容器及第三电阻器的一连接点耦接所述第二缓冲器的一输入端,而所述第二缓冲器的一输出端耦接所述第一电容器及所述第二电容器的所述共同耦接端;所述第三电容器及第三电阻器在使用中串联于一驱动电压及一参考电位之间,且所述第三电容器、第三电阻器、以及第二缓冲器适于处理所述驱动电压以产生一输入脉冲信号于所述共同耦接端,所述输入脉冲信号之脉冲宽度等于一时间周期,且在所述时间周期结束起则输出一低电平于所述共同耦接端。
在一实施例中,所述检测判定电路经一开关耦接端以及所述开关电路耦接所述第一侦测端,且经一检测结果端耦接所述检测结果锁存电路。在一实施例中,所述检测判定电路包含一比较器以及一电阻器;所述比较器的反相端适于接收一参考电平信号,非反相端适于耦接所述开关耦接端且经所述电阻器接所述第二侦测端,而所述比较器的一输出端包含所述检测结果端。优选的,当所述第一侦测端以及第二侦测端之间的所述信号造成流经所述电阻器的一电流足以使在所述非反相端的电平高于所述参考电平信号的电平时,所述比较器产生高电平的所述检测结果信号并由所述检测结果端输出;而当所述第一侦测端以及第二侦测端之间的所述信号造成流经所述电阻器的一电流不足以使在所述非反相端的电平高于所述参考电 平信号的电平时,所述比较器产生低电平的所述检测结果信号并由所述检测结果端输出。
在一实施例中,所述检测结果锁存电路经一检测结果端耦接所述检测判定电路,经一检测结果锁存端耦接所述开关电路,以及经一脉冲信号输出端耦接所述检测脉冲发生模块;其中所述检测结果锁存电路包含一D型触发器、一电阻器、以及一或门;所述D型触发器的一时脉输入端耦接所述检测结果端,一输入端(D)适于耦接一驱动电压,所述电阻器的一端耦接于所述D型触发器的一输出端(Q),而另一端适于耦接一参考电位;以及所述或门具有两输入端分别耦接所述脉冲信号输出端以及所述D型触发器的所述输出端(Q),以及具有一输出端耦接所述检测结果锁存端。
在一实施例中,所述开关电路耦接所述第一侦测端,经一检测结果锁存端耦接所述检测结果锁存电路,以及经一开关耦接端耦接所述检测判定电路。在一实施例中,所述开关电路包含一晶体管,所述晶体管耦接所述第一侦测端、所述检测结果锁存端、以及所述开关耦接端。
优选的,当所述检测脉冲发生模块产生一脉冲信号时,所述晶体管将导通使所述检测判定电路进行检测以决定所述检测结果锁存电路于所述检测结果锁存端输出的一检测结果锁存信号为高电平或低电平。当所述检测结果锁存信号为高电平时,所述晶体管将导通而使所述第一侦测端以及第二侦测端之间导通。且当所述检测结果锁存信号为低电平时,所述晶体管将截止而使所述第一侦测端以及第二侦测端之间截止。
优选的,所述晶体管包含一双载子接面晶体管做为一功率晶体管,而所述双载子接面晶体管的集极耦接所述第一侦测端,基极耦接所述检测结果锁存端,而射极耦接所述开关耦接端。
在一些实施例中,当所述LED直管灯的一端所述灯头***所述灯座而另一端所述灯头为浮接或电性接触人体时,所述检测判定电路输入低电平的所述检测结果信号到所述检测结果锁存电路,然后所述检测脉冲发生模块输出一低电平信号到所述检测结果锁存电路,使所述检测结果锁存电路输出低电平的一检测结果锁存信号以使所述开关电路截止,其中所述开关电路的截止使所述第一侦测端以及第二侦测端之间截止,亦即使所述LED直管灯进入一不导通状态。
在一些实施例中,当所述LED直管灯的所述两灯头正确***所述灯座时,所述检测判定电路输入高电平的所述检测结果信号到所述检测结果锁存电路,使所述检测结果锁存电路输出高电平的一检测结果锁存信号以使所述开关电路导通,其中所述开关电路的导通使所述第一侦测端以及第二侦测端之间导通,亦即使所述LED直管灯操作于一导通状态。
有益效果:
本实用新型方案的LED直管灯,在正确安装到灯具内之前灯头组件不会通电,从而为LED直管灯的使用者或安装人员提供了适当的防触电安全保护。
附图说明
图1是一立体图,显示本实用新型一实施例的LED直管灯;
图1A是一立体图,显示本实用新型另一实施例的LED直管灯的灯管两端的灯头具有不同尺寸;
图2是一立体分解图,显示图1的LED直管灯;
图3是一立体图,显示本实用新型一实施例的LED直管灯的灯头的前部及顶部;
图4是一立体图,显示图3的LED直管灯的灯头的底部;
图5是一立体图,显示本实用新型又一实施例LED直管灯中的再一灯头结构;
图6是一平面剖视图,显示本实用新型一实施例的LED直管灯的灯板为可挠式电路软板且其末端爬过灯管的过渡部而与电源的输出端焊接连接;
图7是一平面剖视图,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具双层结构;
图8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9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10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11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12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13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14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15是一平面剖视图,显示利用图14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16是一平面剖视图,显示利用图14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17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18是一平面剖视图,显示沿图17中A-A'线的局部放大剖面;
图19是一立体图,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与电源的印刷电路板结合成一电路板组件;
图20是一立体图,显示图19的电路板组件的另一配置;
图21是一立体图,显示本实用新型一实施例LED直管灯中的电源;
图22是一立体图,显示本实用新型另一实施例LED直管灯中,电源的电路板垂直地焊接至铝制的硬式电路板上;
图23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;
图24A为根据本实用新型第一较佳实施例的LED直管灯的电源模组的应用电路方块示意图;
图24B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25A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25B为根据本实用新型第二较佳实施例的整流电路的电路示意图;
图25C为根据本实用新型第三较佳实施例的整流电路的电路示意图;
图25D为根据本实用新型第四较佳实施例的整流电路的电路示意图;
图26A为根据本实用新型第一较佳实施例的端点转换电路的电路示意图;
图26B为根据本实用新型第二较佳实施例的端点转换电路的电路示意图;
图26C为根据本实用新型第三较佳实施例的端点转换电路的电路示意图;
图26D为根据本实用新型第四较佳实施例的端点转换电路的电路示意图;
图27A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27B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27C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27D为根据本实用新型第三较佳实施例的滤波单元的电路示意图;
图27E为根据本实用新型第四较佳实施例的滤波单元的电路示意图;
图28A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28B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28C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28D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28E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29A为根据本实用新型第二较佳实施例的LED灯的电路方块示意图;
图29B为根据本实用新型第一较佳实施例的驱动电路的电路方块示意图;
图29C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29D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29E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29F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29G为根据本实用新型第二较佳实施例的驱动电路的电路方块示意图;
图29H为根据本实用新型一较佳实施例的电压Vin与电流Iout之区线关系示意图;
图30A为根据本实用新型第三较佳实施例的LED灯的电源模组的应用电路方块示意图;
图30B为根据本实用新型一较佳实施例的防闪烁电路的电路示意图;
图31A为根据本实用新型第四较佳实施例的LED灯的电源模组的应用电路方块示意图;
图31B为根据本实用新型一较佳实施例的保护电路的电路示意图;
图32A为根据本实用新型第五较佳实施例的LED灯的电源模组的应用电路方块示意图;
图32B为根据本实用新型第一较佳实施例的模式切换电路的电路示意图;
图32C为根据本实用新型第二较佳实施例的模式切换电路的电路示意图;
图32D为根据本实用新型第三较佳实施例的模式切换电路的电路示意图;
图32E为根据本实用新型第四较佳实施例的模式切换电路的电路示意图;
图32F为根据本实用新型第五较佳实施例的模式切换电路的电路示意图;
图32G为根据本实用新型第六较佳实施例的模式切换电路的电路示意图;
图32H为根据本实用新型第七较佳实施例的模式切换电路的电路示意图;
图32I为根据本实用新型第八较佳实施例的模式切换电路的电路示意图;
图33A为根据本实用新型第六较佳实施例的LED灯的电源模组的应用电路方块示意图;
图33B为根据本实用新型第七较佳实施例的LED灯的电源模组的应用电路方块示意图;
图33C为根据本实用新型较佳实施例的镇流兼容电路的电路配置示意图;
图33D为根据本实用新型第八较佳实施例的LED灯的电源模组的应用电路方块示意图;
图33E为根据本实用新型第九较佳实施例的LED灯的电源模组的应用电路方块示意图;
图33F为根据本实用新型第一较佳实施例的镇流兼容电路的电路示意图;
图33G为根据本实用新型第十较佳实施例的LED直管灯的电源模组的应用电路方块示意图;
图33H为根据本实用新型第二较佳实施例的镇流兼容电路的电路示意图;
图33I为根据本实用新型第三较佳实施例的镇流兼容电路的电路示意图;
图34A为根据本实用新型第十一较佳实施例的LED直管灯的电源模组的应用电路方块示意图;
图34B为根据本实用新型第十二较佳实施例的LED直管灯的电源模组的应用电路方块示意图;
图34C为根据本实用新型第十三较佳实施例的LED直管灯的电源模组的应用电路方块示意图;
图34D为根据本实用新型第三较佳实施例的镇流兼容电路的电路示意图;
图35A为根据本实用新型第十四较佳实施例的LED直管灯的电源模组的应用电路方块示意图;
图35B为根据本实用新型第一较佳实施例的灯丝仿真电路的电路示意图;
图35C为根据本实用新型第二较佳实施例的灯丝仿真电路的电路示意图;
图35D为根据本实用新型第三较佳实施例的灯丝仿真电路的电路示意图;
图35E为根据本实用新型第四较佳实施例的灯丝仿真电路的电路示意图;
图35F为根据本实用新型第五较佳实施例的灯丝仿真电路的电路示意图;
图36A为根据本实用新型第十五较佳实施例的LED直管灯的电源模组的应用电路方块示意图;
图36B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37A为根据本实用新型第十六较佳实施例的LED直管灯的电源模组的应用电路方块示意图;
图37B为根据本实用新型第十七较佳实施例的LED直管灯的电源模组的应用电路方块示意图;
图37C为根据本实用新型较佳实施例的镇流侦测电路的电路方块示意图;
图37D为根据本实用新型第一较佳实施例的镇流侦测电路的电路示意图;
图37E为根据本实用新型第二较佳实施例的镇流侦测电路的电路示意图;
图38A为根据本实用新型第十八较佳实施例的LED直管灯的电源模组的应用电路方块示意图;
图38B为根据本实用新型第十九较佳实施例的LED直管灯的电源模组的应用电路方块示意图;
图38C为根据本实用新型较佳实施例的辅助电源模块的电路示意图;
图39A为根据本实用新型第二十较佳实施例的LED直管灯的电源模组的应用电路方块示意图;
图39B为根据本实用新型较佳实施例的侦测模块的电路示意图;
图39C为根据本实用新型较佳实施例的检测脉冲发生模块的电路示意图;
图39D为根据本实用新型较佳实施例的检测判定电路的电路示意图;
图39E为根据本实用新型较佳实施例的检测结果锁存电路的电路示意图;
图39F为根据本实用新型较佳实施例的开关电路的电路示意图;
图40A-图40F示出了本实用新型实施例灯头的数种结构示意图;
图41为本实用新型实施例LED日光灯的结构示意图;
图42为图41中微动开关的变形实施方式。
具体实施方式
本实用新型在玻璃灯管的基础上,提出了一种新的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内的灯板2,以及分别设于灯管1两端的两个灯头3。灯管1可以采用塑料灯管或者玻璃灯管,所述灯头的尺寸大小为相同或不同。请参照图1A,在所述灯头的尺寸不相同的实施例中,优选地,所述较小灯头的尺寸为较大灯头尺寸的30%至80%。
在一实施例中,LED直管灯的灯管1采用具强化结构的玻璃灯管,以避免传统玻璃灯易破裂以及破裂因漏电而引发触电事故的问题,以及塑料灯容易老化的问题。本实用新型各实施例中,可以使用化学方式或是物理方式对玻璃制灯管1做二次加工强化。
请参照图3与图4,本实用新型一实施例中,LED直管灯的灯头3包括一绝缘管302,一固设于绝缘管302外周面上的导热部303,以及设于绝缘管302上的两支导电针301。所述导热部303可以是一管状的金属环。
在制作LED直管灯时,灯管1的末端区101插设于灯头3后,灯管1的末端区101***灯头3部分的轴向长度占导热部303轴向长度的三分之一到三分之二之间,这样的好处是:一方面,保证导电针301与导热部303具有足够的爬电距离,通电时两者不易短接使人触电而引发危险;另一方面,由于绝缘管302的绝缘作用,使得导电针301与导热部303之间的爬电距离加大,更容易通过高电压时使人触电而引发危险的测试。
请参照图5及图22,于另一实施例中,灯头3’的端部设有一凸柱312,凸柱312的顶端开设有孔洞,其外缘设有一深度为0.1±1%mm的凹槽314可供导电引脚53定位。导电引脚53在穿出灯头3’端部凸柱312的孔洞之后,可弯折置于凹槽314之上,然后再以一导电金属帽311覆盖住凸柱312,如此,则可将导电引脚53固定在凸柱312与导电金属帽311之间,于本实施例中,导电金属帽311的内径例如为7.56±5%mm,而凸柱312的外径例如为7.23±5%mm,且导电引脚53外径例如为0.5±1%mm,因此导电金属帽311可直接紧密覆盖住凸柱312而不需要再额外涂覆黏胶,如此便可完成电源5与导电金属帽311的电气连接。
请参照图2、3、12、13,在其他实施例中,本实用新型所提供的灯头上设有用于散热的孔洞304。藉此,让位于灯头内部的电源模组产生的热能够散去而不会造成灯头内部处于高温状态,以避免灯头内部组件的可靠度下降。进一步地,灯头上用于散热的孔洞为弧形。进一步地,灯头上用于散热的孔洞为三条大小不一的弧线。进一步地,灯头上用于散热的孔洞为由小到大逐渐变化的三条弧线。进一步地,灯头上用于散热的孔洞可以为上述弧形,弧线的任意搭配所构成。
在其他实施例中,灯头中包含有一用于安装电源模组的电源插槽(图未示)。
在其他实施例中,可挠式电路软板的宽度可以加宽,由于电路板表面包括油墨材料的电路保护层,而油墨材料具有反射光线的作用,因此在加宽的部位,电路板本身便可以起到如反射膜12功能的效果。优选地,可挠式电路软板沿灯管2周向延伸的长度与所述灯管2内周面的周长之间的比例范围为0.3至0.5。可挠式电路软板外可包覆一电路保护层,电路保护层可以是一种油墨材料,具有增加反射的功能,加宽的可挠式电路软板以光源为起点向周向延伸,光源的光线会藉由加宽的部位使光线更加集中。
进一步地,灯板2可以是条状铝基板、FR4板或者可挠式电路软板中的任意一种。由于本实施例的灯管1为玻璃灯管,如果灯板2采用刚性的条状铝基板或者FR4板,那么当灯管破裂,例如断成两截后,整个灯管仍旧能够保持为直管的状态,这时使用者有可能会认为LED直管灯还可以使用、并去自行安装,容易导致触电事故。由于可挠式电路软板具有较强的可挠性与易弯曲的特性,解决刚性条状铝基板、FR4板可挠性与弯曲性不足的情况,因此本实 施例的灯板2采用可挠式电路软板,这样当灯管1破裂后,即无法支撑破裂的灯管1继续保持为直管状态,以告知使用者LED直管灯已经不能使用,避免触电事故的发生。因此,当采用可挠式电路软板后,可以在一定程度上缓解由于玻璃管破碎而造成的触电问题。以下实施例即以可挠式电路软板作为灯板2来做说明。
请参照图7,作为灯板2的可挠式电路软板包括一层具有导电效果的线路层2a,光源202设于线路层2a上,通过线路层2a与电源电气连通。在此说明书中具导电效果的所述线路层又可称为导电层。参照图7,本实施例中,可挠式电路软板还可以包括一层介电层2b,与线路层2a迭置,介电层2b与线路层2a的面积相等,线路层2a在与介电层2b相背的表面用于设置光源202。线路层2a电性连接至电源5用以让直流电流通过。介电层2b在与线路层2a相背的表面则通过粘接剂片4粘接于灯管1的内周面上。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,线路层2a和介电层2b的外表面可以包覆一电路保护层,所述电路保护层可以是一种油墨材料,具有阻焊和增加反射的功能。或者,可挠式电路软板可以是一层结构,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。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。电路保护层也可以在可挠式电路软板的一侧表面设置,例如仅在具有光源202之一侧设置电路保护层。需要注意的是,可挠式电路软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,因此,可与具有特殊造型的灯管1搭配(例如:非直管灯),而将可挠式电路软板紧贴于灯管1管壁上。此外,可挠式电路软板紧贴于灯管管壁为较佳的配置,且可挠式电路软板的层数越少,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。
当然,本实用新型的可挠式电路软板并不仅限于一层或二层电路板,在其他实施例中,可挠式电路软板包括多层线路层2a与多层介电层2b,介电层2b与线路层2a会依序交错迭置且设于线路层2a与光源202相背的一侧,光源202设于多层线路层2a的最上一层,通过线路层2a的最上一层与电源电气连通。在其他实施例中,作为灯板2的可挠式电路软板的长度大于灯管的长度。
请参见图23,在一实施例中,作为灯板2的可挠式电路软板由上而下依序包括一第一线路层2a,一介电层2b及一第二线路层2c,第二线路层2c的厚度大于第一线路层2a的厚度,灯板2的长度大于灯管1的长度,其中在灯板2未设有光源202且突出于灯管1的末端区域上,第一线路层2a及第二线路层2c分别透过二个贯穿孔203及204电气连通,但贯穿孔203及204彼此不连通以避免短路。
藉此方式,由于第二线路层2c厚度较大,可起到支撑第一线路层2a及介电层2b的效果,同时让灯板2贴附于灯管1的内管壁上时不易产生偏移或变形,以提升制造良率。此外,第一线路层2a及第二线路层2c电气相连通,使得第一线路层2a上的电路布局可以延伸至第二线路层2c,让灯板2上的电路布局更为多元。再者,原本的电路布局走线从单层变成双层,灯板2上的线路层单层面积,亦即宽度方向上的尺寸,可以进一步减缩,让批次进行固晶的灯板数量可以增加,提升生产率。
进一步地,灯板2上未设有光源202且突出于灯管1的末端区域上的第一线路层2a及第二线路层2c,亦可直接被利用来实现电源模组的电路布局,而让电源模组直接配置在可挠式电路软板上得以实现。
请继续参照图2,灯板2上设有若干光源202,灯头3内设有电源5,光源202与电源5之间通过灯板2电气连通。本实用新型各实施例中,电源5可以为单个体(即所有电源模组都集成在一个部件中),并设于灯管1一端的灯头3中;或者电源5也可以分为两部分,称为双个体(即所有电源模组分别设置在两个部件中),并将两部分分别设于灯管两端的灯头3中。如果灯管1仅有一端作强化部处理时,电源优先选择为单个体,并设于强化后的末端区101所对应的灯头3中。
不管是单个体还是双个体,电源的形成方式都可以有多重选择,例如,电源可以为一种灌封成型后的模块,具体地,使用一种高导热的硅胶(导热系数≥0.7w/m·k),通过模具对电源模组进行灌封成型,得到电源,这种方式得到的电源具有高绝缘、高散热、外形更规则的优点,且能够方便地与其他结构件配合。或者,电源也可以为不作灌封胶成型,直接将裸露的电源模组置入灯头内部,或者将裸露的电源模组用传统热缩管包住后,再置入灯头3内部。换言之,本实用新型各实施例中,电源5可为如图7所示以单片印刷电路板搭载电源模组的形式出现,亦可为如图21所示以单个体模块的形式出现。
请参照图2并结合图21,于一实施例中,电源5的一端具有公插51,另一端具有金属插针52,灯板2的端部设有母插201,灯头3上设有用于连接外部电源的导电针301。电源5的公插51插设于灯板2的母插201内,金属插针52插设于灯头3的导电针301内。此时公插51和母插201相当于转接头,用于将电源5和灯板2电连接。当金属插针52***导电针301内后,经过外部冲压工具冲击导电针301,使得导电针301发生轻微的变形,从而固定住电源5上的金属插针52,并实现电气连接。通电时,电流依次通过导电针301、金属插针52、 公插51以及母插201到达灯板2,并通过灯板2到达光源202。然而,电源5的结构则不限于图21所示模块化的样态。电源5可以是一载有电源模组的印刷电路板,再用公插51、母插201的连接方式与灯板2电性连接。
在其他实施例中,任何型式的电源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上述的公插51及母插201,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通过粘接剂片4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。
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201,然后将电源5的公插51***母插201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。具体地,参照图6,可以直接将灯板2爬过强化部结构的过渡区103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201,电源5的输出端也不需要设置公插51。
如图8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典型而言压在灯板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14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8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。值得注意的是,当作为灯 板2的可挠式电路软板如图23所示具有二层线路层2a及2c夹一介电层2b的结构时,前述灯板2未设有光源202且突出于灯管1的末端区域可作为自由部21,而让自由部21实现二层线路层的连通及电源模组的电路布局。
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14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9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,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。在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。在此说明书中,“电感”的意思涵盖“电感器”,“电容”的意思涵盖“电容器”,且“电阻”的意思涵盖“电阻器”。如图10至28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14所示,在其他实施例中,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15至图16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17及图18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。
请参照图19和图20,在其它的实施方式中,上述透过焊接方式固定的灯板2和电源5可以用搭载有电源模组250的电路板组合件25取代。电路板组合件25具有一长电路板251和一短电路板253,长电路板251和短电路板253彼此贴合透过黏接方式固定,短电路板253位于长电路板251周缘附近。短电路板253上具有电源模组25,整体构成电源。短电路板253材质较长电路板251硬,以达到支撑电源模组250的作用。
长电路板251可以为上述作为灯板2的可挠式电路软板或柔性基板,且具有图7所示的线路层2a。灯板2的线路层2a和电源模组250电连接的方式可依实际使用情况有不同的电连接方式。如图19所示,电源模组250和长电路板251上将与电源模组250电性连接的线路层2a皆位于短电路板253的同一侧,电源模组250直接与长电路板251电气连接。如图20所示,电源模组250和长电路板251上将与电源模组250电性连接的线路层2a系分别位于短电路板253的两侧,电源模组250穿透过短电路板253和灯板2的线路层2a电气连接。
请参见图24A,为根据本实用新型第一较佳实施例的LED直管灯的电源模组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。灯管驱动电路505接收交流电源508的交流电源信号,并转换成交流驱动信号。LED直管灯500接收灯管驱动电路505的交流驱动信号,而被驱动发光。在本实施例中,LED直管灯500为双端(各双接脚)电源,灯管的一端灯头具有第一接脚501、第二接脚502,另一端灯头具有第三接脚503、第四接脚504。第一接脚501、第二接脚502、第三接脚503及第四接脚504耦接至灯管驱动电路505以共同接收交流驱动信号,以驱动LED直管灯500内的LED组件(未绘出)发光。然而,在其他实施例中,灯管的每一端灯头可具有至少一接脚,用以接收交流驱动信号。亦即为达到LED直管灯500双端通电之目的,并不必要在每一端灯头都使用两个接脚。在本实施例中,交流电源508可以为市电,电压范围100-277V,频率为50或60Hz。灯管驱动电路505接收交流电源508的交流电源信号,并转换成交流驱动信号以做为外部驱动信号。灯管驱动电路505可以为电子镇流器,用以将市电的信号转换而成高频、高压的交流驱动信号。常见电子镇流器的种类,例如:瞬时启动型(Instant Start)电子镇流器、预热启动型(Program Start)电子镇流器、快速启动型(Rapid Start)电子镇流器等,本实用新型的LED直管灯均适用。交流驱动信号的电压大于300V,较佳电压范围为400-700V;频率大于10kHz,较佳频率范围为20k-50kHz。请参见图24B,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灯的电源模组主要包含第一整流电路510、滤波电路520、LED驱动模块530以及第二整流电路540,可以应用至图24A的双端电源架构。第一整流电路510耦接第一接脚501、第二接脚502,用以接收并整流第一接脚501、第二接脚502所传递的外部驱动信号;第二整流电路540耦接第三接脚503、第四接脚504,用以接收并整流第三接脚503、第四接脚504所传递的外部驱动信号。也就是说,LED灯的电源模组可以包含第一整流电路510及第二整流电路540共同于第一整流输出端511、第二整流输出端512输出整流后信号。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。
请参见图25A,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。整流二极管614的正极耦接接脚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、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,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25B,为根据本实用新型第二较佳实施例的整流电路的电路示意图。整流电路710包含第一整流二极管711及第二整流二极管712,用以对所接收的信号进行半波整流。第一整流二极管711的正端耦接第二接脚502,负端耦接第一整流输出端511。第二整流二极管712的正端耦接第一整流输出端511,负端耦接第一接脚501。第二整流输出端512视实际应用而可以省略或者接地。
接着说明整流电路710的操作如下。
当交流信号处于正半波时,交流信号在第一接脚501输入的信号电平高于在第二接脚502输入的信号电平。此时,第一整流二极管711及第二整流二极管712均处于逆偏的截止状态,整流电路710停止输出整流后信号。当交流信号处于负半波时,交流信号在第一接脚501输 入的信号电平低于在第二接脚502输入的信号电平。此时,第一整流二极管711及第二整流二极管712均处于顺偏的导通状态,交流信号经由第一整流二极管711、第一整流输出端511而流入,并由第二整流输出端512或LED灯的另一电路或接地端流出。依据上述操作说明,整流电路710输出的整流后信号为半波整流信号。
请参见图25C,为根据本实用新型第三较佳实施例的整流电路的电路示意图。整流电路810包含整流单元815和端点转换电路541,以进行半波整流。在本实施例中,整流单元815为半波整流电路,包含第一整流二极管811及第二整流二极管812,用以进行半波整流。第一整流二极管811的正端耦接第二整流输出端512,负端耦接半波连接点819。第二整流二极管812的正端耦接半波连接点819,负端耦接第一整流输出端511。端点转换电路541耦接半波连接点819,以及第一接脚501及第二接脚502,用以将第一接脚501及第二接脚502所接收的信号传递至半波连接点819。藉由端点转换电路541的端点转换功能,整流电路810可以提供两个输入端(耦接第一接脚501及第二接脚502的端点)及两个输出端(第一整流输出端511及第二整流输出端512)。
接着说明在某些实施例中整流电路810的操作如下。
当交流信号处于正半波时,交流信号依序经第一接脚501(或者第二接脚502)、端点转换电路541、半波连接点819、第二整流二极管812和第一整流输出端511后流入,并由LED灯的另一电路流出。当交流信号处于负半波时,交流信号并由LED灯的另一电路流入,然后经第二整流输出端512、第一整流二极管811、半波连接点819、端点转换电路541和第一接脚501(或者第二接脚502)后流出。
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/电压调节等功能中的至少一个。这些功能的说明请参见于后说明。
实际应用上,整流单元815和端点转换电路541可以调换而不影响半波整流功能。请参见图25D,为根据本实用新型第四较佳实施例的整流电路的电路示意图。第一整流二极管811的正端耦接第二接脚502,第二整流二极管812的负端耦接第一接脚501,而第一整流二极管811的负端及第二整流二极管812的正端同时耦接半波连接点819。端点转换电路541耦接半波连接点819,以及第一整流输出端511及第二整流输出端512。当交流信号处于正半波时,交流信号并由LED灯的另一电路流入,然后经第二整流输出端512(或者第一整流输出端511)、端点转换电路541半波连接点819、第二整流二极管812、和第一接脚501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、第一整流二极管811、半波连接点819、端点转换电路541和第一整流输出端511(或第二整流输出端512)后流入,并由LED灯的另一电 路流出。
值得说明的是,图25C和图25D所示的实施例中的和端点转换电路541可以被省略,故以虚线来表示。图25C省略端点转换电路541后,第一接脚501及第二接脚502耦接至半波连接点819。图25D省略端点转换电路541后,第一整流输出端511及第二整流输出端512耦接至半波连接点819。
图25A到图25D所示的整流电路的第一接脚501及第二接脚502变更为第三接脚503及第四接脚504时,即可作为图24B所示的第二整流电路540。
接着搭配图24B来说明第一整流电路510及第二整流电路540的选用及组合。
图24B所示实施例的第一整流电路510及第二整流电路540则可以使用图25A至图25D中的任一整流电路,而图25C和图25D所示的整流电路也可以省略端点转换电路541而不影响LED直管灯操作所需的整流功能。当第一整流电路510及第二整流电路540选用图25B至图25D的半波整流的整流电路时,随着交流信号处于正半波或负半波,第一整流电路510及第二整流电路540其中之一负责流入,另一负责流出。再者,第一整流电路510及第二整流电路540若同时选用图25C或图25D,或者图25C和图25D各一,则其中之一的端点转换电路541即可具有限流/限压、保护、电流/电压调节的功能,另一端点转换电路541可以省略。
请参见图26A,为根据本实用新型第一较佳实施例的端点转换电路的电路示意图。端点转换电路641包含电容642,电容642的一端同时耦接第一接脚501及第二接脚502,另一端耦接半波连接点819。电容642对交流信号具有等效阻抗值。交流信号的频率越低,电容642的等效阻抗值越大;交流信号的频率越高,电容642的等效阻抗值越小。因此,本实施例的端点转换电路641中的电容642具有高通滤波作用。再者,端点转换电路641与LED灯中的LED组件为串联,并具有等效阻抗下,对LED组件具有限流、限压的作用,可以避免LED组件的电流及跨压过高而损害LED组件。另外,藉由配合交流信号的频率选择电容642的容值,更可对LED组件具有电流、电压调节的作用。
值得注意的是,端点转换电路641可以额外包含电容645或/及电容646。电容645一端耦接半波连接点819,另一端耦接第三接脚503。电容646一端耦接半波连接点819,另一端耦接第四接脚504。即,电容645及646以半波连接点819做为共同连接端,做为电流调整电容的电容642耦接共同连接端以及第一接脚501及第二接脚502。这样的电路架构下,第一接脚501及第二接脚502其中之一与第三接脚503之间有串联的电容642及645,或者第一接脚501及第二接脚502其中之一与第四接脚504之间有串联的电容642及646。藉由串联的电容的等效阻抗值,交流信号被分压,电容645及646上的分压较佳为100-500V,更佳 为300-400V。请同时参见图24B,根据串联的电容的等效阻抗值的比例,可以控制第一整流电路510中的电容642的跨压以及滤波电路520及LED驱动模块530上的跨压,使流经LED驱动模块530的LED模块的电流限制于一额定电流值之内,且同时避免过高电压毁损滤波电路520及LED驱动模块530而达到保护滤波电路520及LED驱动模块530的作用。
请参见图26B,为根据本实用新型第二较佳实施例的端点转换电路的电路示意图。端点转换电路741包含电容743及744。电容743的一端耦接第一接脚501,另一端耦接半波连接点819。电容744的一端耦接第二接脚502,另一端耦接半波连接点819。相较于图26A所示的端点转换电路641,端点转换电路741主要系将电容642改为两个电容743及744。电容743及744的电容值可以相同,也可以视第一接脚501及第二接脚502所接收的信号大小而为不同。
同样地,端点转换电路741可以额外包含电容745或/及电容746,分别耦接至第三接脚503及第四接脚504。如此,第一接脚501及第二接脚502中任一与第三接脚503及第四接脚504中任一均有串联的电容而达到分压作用以及保护的功能。
请参见图26C,为根据本实用新型第三较佳实施例的端点转换电路的电路示意图。端点转换电路841包含电容842、843及844。电容842及843串联于第一接脚501及半波连接点819之间。电容842及844串联于第二接脚502及半波连接点819之间。在这样的电路架构下,电容842、843及844之间任一短路,第一接脚501及半波连接点819接脚之间以及第二接脚502及半波连接点819之间均仍存在电容而仍有限流的作用。因此,对于使用者误触LED灯而发生触电时,可以避免过高电流流经人体而造成使用者触电伤害。
同样地,端点转换电路841可以额外包含电容845或/及电容846,分别耦接至第三接脚503及第四接脚504。如此,第一接脚501及第二接脚502中任一与第三接脚503及第四接脚504中任一均有串联的电容而达到分压作用以及保护的功能。
请参见图26D,为根据本实用新型第四较佳实施例的端点转换电路的电路示意图。端点转换电路941包含保险丝947、948。保险丝947一端耦接第一接脚501,另一端耦接半波连接点819。保险丝948一端耦接第二接脚502,另一端耦接半波连接点819。藉此,当第一接脚501及第二接脚502任一流经的电流高于保险丝947及948的额定电流时,保险丝947及948就会对应地熔断而开路,藉此达到过流保护的功能。
当然,上述端点转换电路的实施例中的第一接脚501及第二接脚502改为第三接脚503及第四接脚504(以及第三接脚503及第四接脚504改为第一接脚501及第二接脚502),即可转用至第二整流电路540。
上述端点转换电路实施例中的电容的电容值较佳为落在100pF~100nF之间。另外,电容可以并联或串联的二个或以上的电容来等效取代。例如:电容642、842可以用两个电容串联来代替。2个电容其中之一的容值可自1.0nF~2.5nF的范围内选取,较佳的选取1.5nF;另一个选自1.5nF~3.0nF的范围,较佳的选取2.2nF。
请参见图27A,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。图中绘出第一整流电路510仅用以表示连接关系,并非滤波电路520包含第一整流电路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:第一整流电路510与第一接脚501、第一整流电路510与第二接脚502、第二整流电路540与第三接脚503及第二整流电路540与第四接脚504,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与第一整流电路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其中之一与第一整流电路510其中之一的二极管之间或第三接脚503与第四接脚504其中之一与第二整流电路540其中之一的二极管,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与与第一整流电路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27B,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。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27C,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、电感726以及电容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27B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27B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27D,为根据本实用新型第三较佳实施例的滤波单元的电路示意图。滤波单元824包含并联的电容825及电感828。电容825的一端耦接第一接脚501,另一端耦接第一整流输出端511,以对由第一接脚501输入的外部驱动信号进行高通滤波,以滤除外部驱动信号中的低频成分。电感828的一端耦接第一接脚501,另一端耦接第一整流输出端511,以对由第一接脚501输入的外部驱动信号进行低通滤波,以滤除外部驱动信号中的高频成分。因此,电容825及电感828的结合可对外部驱动信号中特定频率呈现高阻抗。也就是,并联的电容和电感对外部驱动信号的等效阻抗于特定频率上呈现最大值。
经由适当地选取电容825的容值以及电感828的感值,可使阻抗对应频滤的中心频率(阻抗最大值)位于特定频率上,中心频率为其中L为电感828的感值,C为电容825的容值。例如:较佳的中心频率在20-30kHz范围内,更佳为25kHz,因此具有滤波单元824的LED灯可符合UL认证的安规要求。
值得注意的是,滤波单元824可包含电阻829。电阻829耦接于第一接脚501及第一整流输出端511之间。因此,电阻829与并联的电容825、电感828串联。举例来说,电阻829耦接于第一接脚501及并联的电容825和电感828之间,或者电阻829耦接于第一整流输出端511及并联的电容825和电感828之间。在本实施例,电阻829耦接于第一接脚501及并联的电容825和电感828之间。电阻829用以调整电容825及电感828所构成的LC电路的Q值,以更适应于不同Q值要求的应用环境。由于电阻829为非必要组件,故在本实施例中以虚线表示。
电容825的容值较佳为在10nF~2uF的范围内。电感828的感值较佳为小于2mH,更佳为小于1mH,可以使用空心电感或工字电感。电阻829较佳为大于50欧姆,更佳为大于500欧姆。
除了上述的实施例所示的滤波电路外,传统的低通或带通滤波器均可以作为本实用新型的滤波单元而使用于滤波电路内。
请参见图27E,为根据本实用新型第四较佳实施例的滤波单元的电路示意图。在本实施例 中,滤波单元925设置于图25A所示的整流电路610之内,以降低整流电路610及/或其他电路所造成电磁干扰(EMI)。在本实施例中,滤波单元925包含EMI电容,耦接于第一接脚501与整流二极管614的正端之间并同时也耦接于第二接脚502与第三整流二极管613的正端之间,以降低第一接脚501及第二接脚502所接收交流驱动信号的正半波传递时伴随的电磁干扰。滤波单元925的EMI电容也耦接于第二整流二极管612的负端与第一接脚501之间并同时也耦接第一整流二极管611的负端与第二接脚502之间,以降低第一接脚501及第二接脚502所接收交流驱动信号的负半波传递时伴随的电磁干扰。也就是,整流电路610为全桥整流电路并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,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中两个整流二极管-第一整流二极管611及第三整流二极管613,其中第三整流二极管613的正端及第一整流二极管611的负端连接形成一第一滤波连接点,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中另两个整流二极管-第二整流二极管612及第四整流二极管614,其中第四整流二极管614的正端及第二整流二极管612的负端连接形成一第二滤波连接点,滤波单元925的EMI电容耦接于第一滤波连接点及第二滤波连接点之间。
另外,请参见图25C与图26A、图26B及图26C,相似的,图26A、图26B及图26C其中之一的电路中的任一电容均耦接于与图25C的电路中的任一二极管及第一接脚501及第二接脚502(或者第三接脚503及第四接脚504)之间,因此图26A、图26B及图26C中的任一或全部电容可以做为滤波单元的EMI电容使用,而达到降低电路的电磁干扰之功能。也就是,图24B中的第一整流电路510可以是半波整流电路并包含两个整流二极,两个整流二极管其中之一的正端连接另一的负端形成半波连接点,图26A、图26B及图26C中的任一或全部电容耦接于两个整流二极管的半波连接点及所述两个接脚至少其中之一;或者及图24B中的第二整流电路540可以是半波整流电路并包含两个整流二极,两个整流二极管其中之一的正端连接另一的负端形成半波连接点,图26A、图26B及图26C中的任一或全部电容耦接于两个整流二极管的半波连接点及所述第三接脚及所述第四接脚至少其中之一。
再者,滤波单元925耦接第一接脚501与第二接脚502,等同使第一接脚501与第二接脚502之间为短路。请同时参见图26A到图26C,配合滤波单元925使使第一接脚501与第二接脚502之间为短路的作用,各实施例中的电容645及646、电容745及746、电容845及846均可以省略其中之一。不论外部交流信号由第一接脚501或第二接脚502输出,电容645及646、电容745及746、电容845及846均可以省略其中之一后仍可达到分压的作用。
值得注意的是,图27E所示实施例中的EMI电容可以做为图27D所示实施例中的滤波单元824的电容而与滤波单元824的电感搭配,而同时达到对特定频率呈现高阻抗及降低电磁干扰的功能。也就是,当整流电路为全桥整流电路时,滤波单元824的电容825耦接于全桥整流电路的第一滤波连接点及第二滤波连接点之间,当整流电路为半波整流电路时,滤波单元824的电容825耦接于半波整流电路的半波连接点及所述两个接脚至少其中之一。
请参见图28A,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28B,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28A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。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29A至图29G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28C,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28B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。
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28B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灯的电源模组的其他电路,例如:滤波电路520、第一整流电路510及第二整流电路540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28D,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28A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灯的电源模组的其他电路,例如:滤波电路520、第一整流电路510及第二整流电路540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28C及28D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28C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28D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28E,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28C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改至第二层线路层。说明如下。
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28E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。较佳的做法系将第一层线路层的层连接点834b及835b的位置同下方个藉电层形成开口至裸露出层连接点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28D所示的LED模块的走线也可以将正极引线934a及负极引线935a改至第二层线路层,而形成双层线路层的走线结构。
值得注意的是,具有双层导电层或线路层的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,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导电层的可挠式电路板,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。
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组件设置在灯板上:即利用PEC(印刷电子电路,PEC:PrintedElectronic Circuits),技术将至少部分电子组件印刷或嵌入在灯板上。
本实用新型的一个实施例中,将电源模组的电子组件全部设置在灯板上。其制作过程如下:基板准备(可挠性印刷电路板准备)→喷印金属纳米油墨→喷印无源组件/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→喷印无源组件及有源器件(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组件。
上述的本实施例中,若将电源模组的电子组件全部设置在灯板上时,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灯头的设计。较佳的,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组件的影响。本实施例因减少焊接,提高电源模组的整体信赖性。
若将部分电子组件印刷在灯板上(如电阻,电容)时,而将大的器件如:电感,电解电容等电子组件设置在灯头内。灯板的制作过程同上。这样通过将部分电子组件,设置在灯板上,合理的布局电源模组,来优化灯头的设计。
作为上述的方案变形,也可通过嵌入的方式来实现将电源模组的电子组件设置在灯板上。即:以嵌入的方式在可挠性灯板上嵌入电子组件。较佳的,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组件的方法,即以喷墨打印机直接把作为无源组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。作为上述方案的变形,无源组件也可以喷墨打印机直接把作为无源组件的导电油墨及相关功能油墨喷印到灯板上)。然后,经过UV光处理或烘干/烧结处理,形成埋嵌无源组件的灯板。嵌入在灯板上电子组件包括电阻、电容和电感;在其它的实施例中,有源组件也适用。通过这样的设计来合理的布局电源模组进而达到优化灯头的设计(由于部分采用嵌入式电阻和电容,本实施例节约了宝贵的印刷电路板表面空间,缩小了印刷电路板的尺寸并减少了其重量和厚度。同时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故障的部分),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导线的长度并且允许更紧凑的器件布局,因而提高电气性能)。
以下说明嵌入式电容、电阻的制造方法。
通常使用嵌入式电容的方法,采用一种叫做分布式电容或平面电容的概念。在铜层的基础上压上非常薄的绝缘层。一般以电源层/地层的形式成对出现。非常薄的绝缘层使电源层与地层之间的距离非常小。这样的电容量也可以通过传统的金属化孔实现。基本上来说,这样的方法在电路板上建立了一个大的平行的板极电容。
一些高电容量的产品,有些是分布式电容型的,另外一些是分立嵌入式的。通过在绝缘层中填充钛酸钡(一种具有高介电常数的材料)来获得更高的电容量。
通常制造嵌入式电阻的方法是使用电阻粘剂。它是掺杂有传导性碳或石墨的树脂,以此为填充剂,丝网印刷至指定处,然后经过处理后层压入电路板内部。电阻由金属化孔或微过孔连接至电路板上的其他电子组件。另一种方法为Ohmega-Ply法:它是双金属层结构——铜层与一个薄的镍合金层构成了电阻器元素,它们形成层状的相对于底层的电阻器。然后通过对铜层和镍合金层的蚀刻,形成具有铜端子的各种镍电阻。这些电阻器被层压至电路板的内层中。
在本实用新型的一个实施例中,将导线直接印刷在玻璃管的内壁(设置成线状),LED组件直接贴该内壁,以经过这些导线彼此电性连接。较佳的,采用LED组件的芯片形式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组件与电源模组连接),贴附后,在该芯片上点滴荧光粉(使LED直管灯工作时产生白光,也可是其它颜色的光)。
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29A,为根据本实用新型第二较佳实施例的LED灯的电路方块示意图。相较于图24B所示,本实施例的LED灯的电源模组包含第一整流电路510及第二整流电路540、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28A至图28D的说明。
请参见图29B,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29C,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或/及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,可以藉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。
请参见图29D,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,另一端耦接滤流二极管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或/及电流侦测信号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。藉由控制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。
请参见图29E,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或/及电流侦测信号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。
请参见图29F,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或/及电流侦测信号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。藉由控制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。
请参见图29G,为根据本实用新型第二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2631及转换电路2632,以可调电流源的模式进行电力转换,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2631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。控制器2631接收电流侦测信号S535或/及S539,控制转换电路2632输出的驱动信号稳定于设定电流值上。其中,电流侦测信号S535代表开关电路2635的电流大小;电流侦测信号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,第一驱动输出端1521所输出的电流等。电流侦测信号S535及S539的任一均可以代表驱动电路由第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522提供给LED模块的电流Iout的大小。控制器2631更耦接第一滤波输出端521,以根据第一滤波输出端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信号的电压Vin的大小调整。
值得注意的是,上述电流侦测信号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,根据电流流经电阻而于电阻两端产生的压差,或者利用互感电感与储能电路2638中的电感互感等均可以用以侦测电流。
上述的电路架构,尤其适用于灯管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29C到图29F所示般的驱动电路,其消耗功率与LED模块的LED组件数量有关,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,也就是LED灯的电源模组所接收的交流驱动信号的电平会不断上升而导致有超过电子镇流器或/及LED灯的电源模组的组件耐压而毁损的风险。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,也就是交流驱动信号的电平会不断下降而导致电路无法正常操作。
值得注意的是,LED灯照明所需的功率已经小于日光灯等荧光灯照明所需的功率。若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***,必然会遭遇到驱动***的功率与LED灯的所需功率不同造成的不兼容问题。甚至导致驱动***或/及LED灯毁损的问题。例用上述的功率调整,使得LED灯更为兼容于传统的荧光灯照明***。
请参见图29H,为根据本实用新型一较佳实施例的电压Vin与电流Iout的区线关系示意图。其中,横轴为电压Vin,纵轴为电流Iout。在一实施例中,当滤波后信号的电压Vin(即电平)在电压上限值VH和电压下限值VL之间时,电流Iout维持在最初的设定电流值。当滤波后信号的电压Vin高于电压上限值VH时,电流Iout(即设定电流值)随电压Vin的增加而提高。电压上限值VH高于电压下限值VL。较佳为曲线的斜率随电压Vin上升而变大。当滤波后信号的电压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。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,电设定电流值较佳为电压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)高于输出功率的增加率(减少率)。即,所述设定电流值的调整函数系为包含所述滤波后信号的电平的二次方或以上的函数。
在另一实施例中,当滤波后信号的电压Vin在电压上限值VH和电压下限值VL之间时,LED灯的电流Iout会随电压Vin增加或减少而线性增加或减少。当电压Vin在电压上限值VH时,电流Iout在上电流值IH;当电压Vin在电压下限值VL时,电流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,电流Iout为电压Vin的一次方的函数关系。
藉由上述的设计,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,输出功率等于消耗功率而平衡。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。反之,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,输出功率等于消耗功率而平衡。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。
在一较佳实施例中,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%)。
配合图19及图20,短电路板253被区分成与长电路板251两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组件被分别设置于的短电路板253的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约略一致,也可以不一致。一般,第一短电路板(图35E短电路板253的右侧电路板及图36的短电路板253的左侧电路板)的长度尺寸为第二短电路板的长度尺寸的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1/3~2/3。在本实施中,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介于15mm~65mm(具体视应用场合而定)。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直管灯的相对的另一端的灯头中。
举例来说,驱动电路的电容例如:图29C至图29F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。即,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。而电感、控制器、切换开关等为电子组件中温度较高的组件,与部分或全部电容设置于不同的电路板上,可使电容(尤其是电解电容)避免因温度较高的组件对电容的寿命造成影响,提高电容信赖性。进一步,还可因电容与整流电路及滤波电路在空间上分离,解决EMI问题。
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。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;而在包含驱动电路与LED组件结合后的发光效率较佳为120lm/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30A,为根据本实用新型第三较佳实施例的LED灯的电源模组的应用电路方块示意图。相较于图24B所示实施例,本实施例包含第一整流电路510及第二整流电路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。
防闪烁电路550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,并于至少于特定情况时,消耗滤波后信号的部分能量,以抑制滤波后信号的纹波造成LED驱动模块530的发光间断的情况发生。一般而言,滤波电路520具有电容或电感等滤波组件,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信号停止提供时,例:使用者关闭LED灯的电源之后,其谐振信号的振幅会随时间递减。然而,LED灯的LED模块为单向导通组件且具有最低导通电压。当谐振信号的波谷值低于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。防闪烁电路在此时会流经大于一设定防闪烁电流的电流,消耗滤波后信号的部分能量,此部分能量高于谐振信号于波峰值与波谷值之间的能量差,而抑制LED模块的发光的闪烁现象。较佳为在滤波后信号接近LED模块的最低导通电压时,防闪烁电路所消耗滤波后信号的部分能量高于谐振信号于波峰值与波谷值之间的能量差。
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。也就是说,当LED驱动模块530包含LED模块630,而LED模块630由滤波电路的滤波后信号直接驱动发光时的应用情况。LED模块630的发光将直接反映滤波后信号的纹波而变化。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。
请参见图30B,为根据本实用新型一较佳实施例的防闪烁电路的电路示意图。防闪烁电路650包含至少一电阻,例如:串联的两个电阻,串联于第一滤波输出端521及第二滤波输出端522之间。在本实施例中,防闪烁电路650持续消耗滤波后信号的部分能量。在正常操作时,此部分能量远小于LED驱动模块530所消耗的能量。然,当电源关闭后,滤波后信号的电平下降至LED模块630的最低导通电压附近时,防闪烁电路650仍消耗滤波后信号的部分能量而使LED模块630减少间断发光的情况。在一较佳实施例中,防闪烁电路650可设定为在LED模块630的最低导通电压时,流经大于或等于一防闪烁电流,并据此可决定防闪烁电路650的等效防闪烁电阻值。
参见图31A,为根据本实用新型第四较佳实施例的LED灯的电源模组的应用电路方块示意图。相较于图30A所示实施例,本实施例包含第一整流电路510及第二整流电路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耦接第一滤波输出端521及第二滤波输出端522,侦测滤波后信号以决定是否进入保护状态。当决定进入保护状态时,保护电路560箝制滤波后信号的电平大小,以避免LED驱动模块530中的组件发生损坏。其中,防闪烁电路550为可省略的电路,在图式中以虚线表示。
参见图31B,为根据本实用新型一较佳实施例的保护电路的电路示意图。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,其中钳压电路包含双向可控硅(bidirectional triode thyristor,TRIAC)661及双向触发二极管(symmetricaltrigger diode,DIAC)662,分压电路包含第一双载子接面晶体管(bipolar junctiontransistor,BJT)667及第二双载子接面晶体管668、第一电阻665、第二电阻666、第三电阻664及第四电阻671。保护电路660于LED模块的电流或/及电压过高时进入保护状态,而避免LED模块的损坏。
双向可控硅661的第一端耦接第一滤波输出端521,第二端耦接第二滤波输出端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的另一端耦接第二滤波输出端522。电阻664的一端耦接双向触发二极管662的第二端,另一端耦接第二滤波输出端522,而与电容663并联。第一电阻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。第二电阻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。电阻669的一端耦接第二双载子接面晶体管668的基极,另一端耦接电容670的一端。电容670的另一端耦接第二滤波输出端522。第四电阻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的正极耦接第一滤波输出端521。
值得注意的是,第一电阻665的阻值小于第二电阻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信号S531,其中电流侦测信号S531代表LED模块流经的电流大小。第四电阻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式般,透过二极管672耦接到第一滤波输出端521以滤波后信号作为偏压源。当电压端521’耦接额外的偏压源时,二极管672可以省滤,在图式中,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信号S531的高频成分,并将滤除后电流侦测信号S531输入第二双载子接面晶体管668的基极以控制第二双载子接面晶体管668的导通与截止。藉由电阻669和电容670的滤波作用,可以避免因噪声所造成的第二双载子接面晶体管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于图中以虚线表示),而将电流侦测信号S531直接输入第二双载子接面晶体管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,第二双载子接面晶体管668为截止。此时,第二电阻666将第一双载子接面晶体管667的基极电压拉高而使得第一双载子接面晶体管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,以及第四电阻671及并联的第三电阻664与第一电阻665的分压比例而决定。由于第一电阻665的阻值较小,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,此时电流侦测信号S531的电平会过高而使第二双载子接面晶体管668导通。第二双载子接面晶体管668会拉低第一双载子接面晶体管667的基极而使得第一双载子接面晶体管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,以及第四电阻671及并联的第三电阻664与第二电阻666的分压比例而决定。由于第二电阻666的阻值较大,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为导通以箝制第一滤波输出端521及第二滤波输出端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,偏压源的电压系根据双向可控硅661的触发电压、第四电阻671及并联的第三电阻664与第一电阻665的分压比例以及第四电阻671及并联的第三电阻664与第二电阻666的分压比例来决定。藉此,偏压源的电压在前者的分压比例分压后低于双向可控硅661的触发电压,而在后者的分压比例分压后高于双向可控硅661的触发电压。也就是,于所述LED模块的电流大于过流值时,分压电路调高所述分压比例,而达到迟滞比较的作用。具体实施方面,做为切换开关的第一双载子接面晶体管667及第二双载子接面晶体管668分别串联决定分压比例的第一电阻665及第二电阻666,分压电路根据LED模块的电流是否大于过流值,来决定第一双载子接面晶体管667及第二双载子接面晶体管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箝制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信号S531,其中电流侦测信号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。第四电阻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28A及图28B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’耦接第一滤波输出端521;在图29A至图29G等LED驱动模块530包含驱动电路1530的实施例中,电压端521’耦接第一驱动输出端1521。在本实施例中,第四电阻671及并联的第三电阻664与第一电阻665的分压比例以及第四电阻671及并联的第三电阻664与第二电阻666的分压比例将视电压端521’的电压,即第一驱动输出端1521或第一滤波输出端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。
当LED模块正常操作时,双向触发二极管662的第二端的电位(由电阻671与并联的第一电阻665与第三电阻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。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的第二端的电位较高而使双向触发二极管662的第一端超过触发双向可控硅661的触发电压。此时,触发双向可控硅661为导通,保护电路660处于保护状态并箝制滤波后信号的电平。
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,保护电路660可在第三电阻664的两端并联齐纳二极管,以箝制两端的电压。齐纳二极管的崩溃电压较佳为25-50V,更佳为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。尤其,通过采用硅控整流器管可降低导通时的压降。
在一实施例中,保护电路660的组件参数可如下设定。电阻669的阻值较佳为10欧姆。电容670的容值较佳为1nf。电容633的容值较佳为10nf。双向触发二极管662的电压范围26-36V。第四电阻671的阻值较佳为300K-600K欧姆,更佳为540K欧姆。第二电阻666的阻值较佳为100K-300K欧姆,更佳为220K欧姆。第一电阻665的阻值较佳为30K-100K欧姆,更佳为40K欧姆。第三电阻664的阻值较佳为100K-300K欧姆,更佳为220K欧姆。
参见图32A,为根据本实用新型第五较佳实施例的LED灯的电源模组的应用电路方块示意图。相较于图29A所示实施例,本实施例包含第一整流电路510及第二整流电路540、滤波电路520、包含驱动电路1530及LED模块630的LED驱动模块530,且更增加模式切换电路580。模式切换电路580耦接第一滤波输出端521及第二滤波输出端522至少其中之一以及第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522至少其中之一,用以决定进行第一驱动模式或第二驱动模式。其中,第一驱动模式系将滤波后信号输入驱动电路1530,第二驱动模式系至少旁通驱动电路1530的部份组件,使驱动电路1530停止操作并将滤波后信号直接输入并驱动LED模块630。被旁通的驱动电路1530的部份组件包含电感或切换开关,使驱动电路1530无法进行电力转换而停止操作。当然,驱动电路1530的电容若存在而未省略,依然可以用以滤除滤波后信号的纹波而达到稳定LED模块两端的电压的作用。当模式切换电路580决定第一驱动模式而将滤波后信号输入驱动电路1530时,驱动电路1530将滤波后信号转换成驱动信号以驱动LED模块630发光。当模式切换电路580决定第二驱动模式而将滤波后信号直接输至LED模块630而旁通驱动电路1530时,等效上滤波电路520为LED模块630的驱动电路,滤波电路520提供滤波后信号为LED模块的驱动信号,以驱动LED模块发光。
值得注意的是,模式切换电路580可以根据用户的命令或侦测LED灯所接受的经由第一接脚501、第二接脚502、第三接脚503及第四接脚504所接收的信号来判断,而决定第一驱动模式或第二驱动模式。藉由模式切换电路,LED灯的电源模组可以对应不同的应用环境或驱动***,而调整适当的驱动模式,因而提高了LED灯的兼容性。
参见图32B,为根据本实用新型第一较佳实施例的模式切换电路的电路示意图。模式切换电路680包含模式切换开关681,适用于图29C所示的驱动电路1630。请同时参见图32B及图29C,模式切换开关681具有三个端点683、684、685,端点683耦接第二驱动输出端1522,端点684耦接第二滤波输出端522以及端点685耦接驱动电路1630的电感1632。
当模式切换电路680决定第一模式时,模式切换开关681导通端点683及685的第一电流路径而截止端点683及684的第二电流路径。此时,第二驱动输出端1522与电感1632耦接。因此,驱动电路1630正常运作,将由第一滤波输出端521及第二滤波输出端522接收滤波后信号并转换成驱动信号由第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522驱动LED模块。
当模式切换电路680决定第二模式时,模式切换开关681导通端点683及684的第二电流路径而截止端点683及685的第一电流路径。此时,第二滤波输出端522与第二驱动输出端1522耦接。因此,驱动电路1630停止运作。滤波后信号由第一滤波输出端521及第二滤波输出端522输入直接由第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522驱动LED模块,而旁通驱动电路1630的电感1632及切换开关1635。
参见图32C,为根据本实用新型第二较佳实施例的模式切换电路的电路示意图。模式切换电路780包含模式切换开关781,适用于图29C所示的驱动电路1630。请同时参见图32C及图29C,模式切换开关781具有三个端783、784、785,端点783耦接第二滤波输出端522,端点784耦接第二驱动输出端1522以及端点785耦接驱动电路1630的切换开关1635。
当模式切换电路780决定第一模式时,模式切换开关781导通端点783及785的第一电 流路径而截止端点783及784的第二电流路径。此时,第二滤波输出端522与切换开关1635耦接。因此,驱动电路1630正常运作,将由第一滤波输出端521及第二滤波输出端522接收滤波后信号并转换成驱动信号由第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522驱动LED模块。
当模式切换电路780决定第二模式时,模式切换开关781导通端点783及784的第二电流路径而截止端点783及785的第一电流路径。此时,第二滤波输出端522与第二驱动输出端1522耦接。因此,驱动电路1630停止运作。滤波后信号由第一滤波输出端521及第二滤波输出端522输入直接由第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522驱动LED模块,而旁通驱动电路1630的电感1632及切换开关1635。
参见图32D,为根据本实用新型第三较佳实施例的模式切换电路的电路示意图。模式切换电路880包含模式切换开关881,适用于图29D所示的驱动电路1730。请同时参见图32D及图29D,模式切换开关881具有三个端点883、884、885,端点883耦接第一滤波输出端521,端点884耦接第一驱动输出端1521以及端点885耦接驱动电路1730的电感1732。
当模式切换电路880决定第一模式时,模式切换开关881导通端点883及885的第一电流路径而截止端点883及884的第二电流路径。此时,第一滤波输出端521与电感1732耦接。因此,驱动电路1730正常运作,将由第一滤波输出端521及第二滤波输出端522接收滤波后信号并转换成驱动信号由第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522驱动LED模块。
当模式切换电路880决定第二模式时,模式切换开关881导通端点883及884的第二电流路径而截止端点883及885的第一电流路径。此时,第一滤波输出端521与第一驱动输出端1521耦接。因此,驱动电路1730停止运作。滤波后信号由第一滤波输出端521及第二滤波输出端522输入直接由第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522驱动LED模块,而旁通驱动电路1730的电感1732及续流二极管1733。
参见图32E,为根据本实用新型第四较佳实施例的模式切换电路的电路示意图。模式切换电路980包含模式切换开关981,适用于图29D所示的驱动电路1730。请同时参见图32E及图29D,模式切换开关981具有三个端点983、984、985,端点983耦接第一驱动输出端1521,端点984耦接第一滤波输出端521以及端点985耦接驱动电路1730的续流二极管1733的负极。
当模式切换电路980决定第一模式时,模式切换开关981导通端点983及985的第一电流路径而截止端点983及984的第二电流路径。此时,续流二极管1733的负极与第一滤波输出端521耦接。因此,驱动电路1730正常运作,将由第一滤波输出端521及第二滤波输出端522接收滤波后信号并转换成驱动信号由第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522驱动LED模块。
当模式切换电路980决定第二模式时,模式切换开关981导通端点983及984的第二电流路径而截止端点983及985的第一电流路径。此时,第一滤波输出端521与第一驱动输出端1521耦接。因此,驱动电路1730停止运作。滤波后信号由第一滤波输出端521及第二滤波输出端522输入直接由第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522驱动LED模块,而旁通驱动电路1730的电感1732及续流二极管1733。
参见图32F,为根据本实用新型第五较佳实施例的模式切换电路的电路示意图。模式切换电路1680包含模式切换开关1681,适用于图29E所示的驱动电路1830。请同时参见图32F及图29E,模式切换开关1681具有三个端点1683、1684、1685,端点1683耦接第一滤波输出端521,端点1684耦接第一驱动输出端1521以及端点1685耦接驱动电路1830的切换开关1835。
当模式切换电路1680决定第一模式时,模式切换开关1681导通端点1683及1685的第一电流路径而截止端点1683及1684的第二电流路径。此时,第一滤波输出端521与切换开关1835耦接。因此,驱动电路1830正常运作,将由第一滤波输出端521及第二滤波输出端522接收滤波后信号并转换成驱动信号由第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522驱动LED模块。
当模式切换电路1680决定第二模式时,模式切换开关1681导通端点1683及1684的第二电流路径而截止端点1683及1685的第一电流路径。此时,第一滤波输出端521与第一驱动输出端1521耦接。因此,驱动电路1830停止运作。滤波后信号由第一滤波输出端521及第二滤波输出端522输入直接由第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522驱动LED模块,而旁通驱动电路1830的电感1832及切换开关1835。
参见图32G,为根据本实用新型第六较佳实施例的模式切换电路的电路示意图。模式切换电路1780包含模式切换开关1781,适用于图29E所示的驱动电路1830。请同时参见图32G及图29E,模式切换开关1781具有三个端点1783、1784、1785,端点1783耦接第一滤波输出端521,端点1784耦接第一驱动输出端1521以及端点1785耦接驱动电路1830的电感1832。
当模式切换电路1780决定第一模式时,模式切换开关1781导通端点1783及1785的第一电流路径而截止端点1783及1784的第二电流路径。此时,第一滤波输出端521与电感1832耦接。因此,驱动电路1830正常运作,将由第一滤波输出端521及第二滤波输出端522接收滤波后信号并转换成驱动信号由第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522驱动LED模块。
当模式切换电路1780决定第二模式时,模式切换开关1781导通端点1783及1784的第 二电流路径而截止端点1783及1785的第一电流路径。此时,第一滤波输出端521与第一驱动输出端1521耦接。因此,驱动电路1830停止运作。滤波后信号由第一滤波输出端521及第二滤波输出端522输入直接由第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522驱动LED模块,而旁通驱动电路1830的电感1832及切换开关1835。
参见图32H,为根据本实用新型第七较佳实施例的模式切换电路的电路示意图。模式切换电路1880包含模式切换开关1881及1882,适用于图29F所示的驱动电路1930。请同时参见图32H及图29F,模式切换开关1881具有三个端点1883、1884、1885,端点1883耦接第一驱动输出端1521,端点1884耦接第一滤波输出端521以及端点1885耦接驱动电路1930的续流二极管1933。模式切换开关1882具有三个端点1886、1887、1888,端点1886耦接第二驱动输出端1522,端点1887耦接第二滤波输出端522以及端点1888耦接第一滤波输出端521。
当模式切换电路1880决定第一模式时,模式切换开关1881导通端点1883及1885的第一电流路径而截止端点1883及1884的第二电流路径,以及模式切换开关1882导通端点1886及1888的第三电流路径而截止端点1886及1887的第四电流路径。此时,第一驱动输出端1521与续流二极管1933耦接,且第一滤波输出端521与第二驱动输出端1522耦接。因此,驱动电路1930正常运作,将由第一滤波输出端521及第二滤波输出端522接收滤波后信号并转换成驱动信号由第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522驱动LED模块。
当模式切换电路1880决定第二模式时,模式切换开关1881导通端点1883及1884的第二电流路径而截止端点1883及1885的第一电流路径,以及模式切换开关1882导通端点1886及1887的第四电流路径而截止端点1886及1888的第三电流路径。此时,第一滤波输出端521与第一驱动输出端1521耦接,而且第二滤波输出端522与第二驱动输出端1522耦接。因此,驱动电路1930停止运作。滤波后信号由第一滤波输出端521及第二滤波输出端522输入直接由第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522驱动LED模块,而旁通驱动电路1930的续流二极管1933及切换开关1935。
参见图32I,为根据本实用新型第八较佳实施例的模式切换电路的电路示意图。模式切换电路1980包含模式切换开关1981及1982,适用于图29F所示的驱动电路1930。请同时参见图32I及图29F,模式切换开关1981具有三个端点1983、1984、1985,端点1983耦接第二滤波输出端522,端点1984耦接第二驱动输出端1522以及端点1985耦接驱动电路1930的切换开关1935。模式切换开关1982具有三个端点1986、1987、1988,端点1986耦接第一滤波输出端521,端点1987耦接第一驱动输出端1521以及端点1988耦接第二驱动输出端1522。
当模式切换电路1980决定第一模式时,模式切换开关1981导通端点1983及1985的第 一电流路径而截止端点1983及1984的第二电流路径,以及模式切换开关1982导通端点1986及1988的第三电流路径而截止端点1986及1987的第四电流路径。此时,第二滤波输出端522与切换开关1935耦接,且第一滤波输出端521与第二驱动输出端1522耦接。因此,驱动电路1930正常运作,将由第一滤波输出端521及第二滤波输出端522接收滤波后信号并转换成驱动信号由第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522驱动LED模块。
当模式切换电路1980决定第二模式时,模式切换开关1981导通端点1983及1984的第二电流路径而截止端点1983及1985的第一电流路径,以及模式切换开关1982导通端点1986及1987的第四电流路径而截止端点1986及1988的第三电流路径。此时,第一滤波输出端521与第一驱动输出端1521耦接,而且第二滤波输出端522与第二驱动输出端1522耦接。因此,驱动电路1930停止运作。滤波后信号由第一滤波输出端521及第二滤波输出端522输入直接由第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522驱动LED模块,而旁通驱动电路1930的续流二极管1933及切换开关1935。
值得注意的是,上述实施例中的模式切换开关可以是单刀双掷开关,或两个半导体开关(例如:金氧半场效晶体管),用来切换两个电流路径其中之一为导通,另一为截止。电流路径系用以提供滤波后信号的导通路径,使滤波后信号的电流流经其中之一来达到模式选择的功能。举例来说,请同时参见图24A,当灯管驱动电路505不存在而由交流电源508直接供电给LED直管灯500时,模式切换电路可以决定第一模式,由驱动电路将滤波后信号转换成驱动信号,使驱动信号的电平可以匹配LED模块发光所需的电平,而得以正确驱动LED模块发光。当灯管驱动电路505存在时,模式切换电路可以决定第二模式,由滤波后信号直接驱动LED模块发光;或者也可以决定第一模式,仍由驱动电路将滤波后信号转换成驱动信号以驱动LED模块发光。
参见图33A,为根据本实用新型第六较佳实施例的LED灯的电源模组的应用电路方块示意图。相较于图24B所示实施例,本实施例的日光灯包含第一整流电路510及第二整流电路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可耦接于第一接脚501或/及第二接脚502以及整流电路510之间。在本实施例,以镇流兼容电路1510耦接于第一接脚501及整流电路之间为例说明。灯管驱动电路505为电子镇流器,提供交流驱动信号以驱动本实施例的LED灯。
由于灯管驱动电路505的驱动***启动之初,输出能力尚未完全提升至正常状态。然而,在启动之初LED灯的电源模组立即导通并接收灯管驱动电路505所提供的交流驱动信号。这会造成启动之初,灯管驱动电路505立即有负载而无法顺利启动。举例来说,灯管驱动电路 505的内部组件自其转换的输出取电而维持启动后的操作,输出电压无法正常上升而导致启动失败,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,使交流驱动信号的能量无法输入至LED模块,并经设定的延迟时间后才进入导通状态,使交流驱动信号的能量开始输入至LED灯模块。上述的镇流兼容电路1510于做为外部驱动信号的交流驱动信号开始输入LED直管灯起一设定延迟时间内为截止,于所述设定延迟时间后为导通,藉此LED灯的操作模拟了荧光灯的启动特性—驱动电源启动后一段延迟时间后内部气体才放电而发光。因此,镇流兼容电路1510进一步改善了对电子镇流器等灯管驱动电路505的兼容性。
参见图33B,为根据本实用新型第七较佳实施例的LED灯的电源模组的应用电路方块示意图。相较于图33A所示实施例,本实施例的镇流兼容电路1510可耦接于第三接脚503或/及第四接脚504以及第二整流电路540之间。如图33A中镇流兼容电路1510的说明,镇流兼容电路1510具有延迟起动的作用,使交流驱动信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,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。请参见图33C,为根据本实用新型较佳实施例的镇流兼容电路的电路配置示意图。在本实施例中,整流电路系采用图25C所示的整流电路810的电路架构。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耦接第一接脚501及第二接脚502,端点转换电路541耦接第一整流输出端511及第二整流输出端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。于启动之初,做为外部驱动信号的交流驱动信号开始输入LED直管灯,交流驱动信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内的第一整流二极管811及第二整流二极管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耦接灯管驱动电路505,因而不影响灯管驱动电路505的Q值而可使灯管驱动电路505顺启动。
值得注意的是,在端点转换电路541不包含电容或电感等组件的前提下,整流单元815和端点转换电路541的交换(即,整流单元815耦接第一整流输出端511及第二整流输出端512,端点转换电路541耦接第一接脚501及第二接脚502并不影响镇流兼容电路1510的功能。
再者,如图25A到图25D的说明,整流电路的第一接脚501及第二接脚502变更为第三 接脚503及第四接脚504时,即可作为第二整流电路540。即,上述的镇流兼容电路1510的电路配置也可以改至第二整流电路540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组件,或者第一整流电路510或第二整流电路540采用如图25A所示的整流电路610时,第一整流电路510或第二整流电路540的寄生电容相当小,也不会影响灯管驱动电路505的Q值。
参见图33D,为根据本实用新型第八较佳实施例的LED灯的电源模组的应用电路方块示意图。相较于图33A所示实施例,本实施例的镇流兼容电路1510耦接于第二整流电路540与滤波电路520之间。如上说明,本实施例中的第二整流电路540不包含电容或电感等组件,因此不影响镇流兼容电路1510的功能。
参见图33E,为根据本实用新型第九较佳实施例的LED灯的电源模组的应用电路方块示意图。相较于图33A所示实施例,本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组件,因此不影响镇流兼容电路1510的功能。
参见图33F,为根据本实用新型第一较佳实施例的镇流兼容电路的电路示意图。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接收信号后,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所接收的信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、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。其中,电阻1613的阻值相当大,因此在双向可控硅1614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。其中,电阻1615、1618、1620可以省略,故图中以虚线表示。电阻1618省 略时,双向触发二极管1617的另一端与电容1619及电阻1622的连接端直接连接。电阻1620省略时,二极管1612的负极直接连接电阻1622。
当交流驱动信号(例如:电子镇流器所输出的高频、高压交流信号)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,使交流驱动信号无法输入而使LED灯也处于开路状态。交流驱动信号经过二极管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电性连接镇流兼容输入端1611及镇流兼容输出端1621,使交流驱动信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,以避免交流驱动信号的交流变化造成双向可控硅11614,即镇流兼容电路1610的再度截止,或者重复于导通与截止之间变化的问题。
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灯的负载加入的影响。尤其,部分的瞬时启动型电子镇流器的输出交流电压会先约略维持电值定值一小段时间,例如:0.01秒,此时的电压定值在300V以下,之后才开始上升,而在此一小段时间内输出端有任何负载的加入,都可能造成瞬时启动型电子镇流器无法顺利拉升输出交流电压;特别是,当瞬时启动型电子镇流器的输入电压为120V或以下的市电时,更容易出现。另外,电子镇流器等灯管驱动电路505会设有荧光灯是否点灯的侦测,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,镇流兼容电路1610的延迟时间较佳为大于0.01秒,更佳为在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的作用在于反应镇流兼容输入端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。
请参见图33G,为根据本实用新型第十较佳实施例的LED直管灯的电源模组的应用电路方块示意图。本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的延迟时间因组件制程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所提供的交流驱动信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的交流驱动信号的电压几乎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上的跨压突然增加一倍,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触及双向可控硅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。藉由电容1623的加入,可避免串联的LED直管灯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可进一步改受串联的LED直管灯的兼容性。
在实际应用上,电容1623的建议容值为在10pF~1nF之间,较佳为10pF~100PF,更佳为47pF。
值得注意的是,二极管1612系用以对电容1619充电的信号进行整流。因此,请参见图33C、图33D及图33E,在镇流兼容电路1610配置于整流单元或整流电路之后的应用情况,二极管1612可以省略。因此,在图33F中,二极管1612以虚线表示。
参见图33H,为根据本实用新型第二较佳实施例的镇流兼容电路的电路示意图。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之间为开路。镇流兼容电路1710于镇流兼容输入端1711接收信号,于外部驱动信号的电平小于一设定延迟电平值时为截止,于外部驱动信号的电平大于设定延迟电平值时为导通,使镇流兼容输入端1711所接收的信号传送到镇流兼容输出端1721。设定延迟电平值较佳为大于等于400V。
镇流兼容电路1710包含双向可控硅1712、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。
当交流驱动信号(例如:电子镇流器所输出的高频、高压交流信号)开始输入到镇流兼容输入端1711时,双向可控硅1712先处于开路状态,使交流驱动信号无法输入而使LED灯也处于开路状态。交流驱动信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之间造成压差。当交流驱动信号随时间变大并经过一段时间后达到足够的振幅(设定延迟电平值)时,镇流兼容输出端1721的电平经过电阻1716、并联的电容1715及电阻1717以及电阻1714反应到双向可控硅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,以避免交流驱动信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,或者重复于导通与截止之间变化的问题。
参见图33I,为根据本实用新型第三较佳实施例的镇流兼容电路的电路示意图。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,且并于外壳外的部分具有镇流兼容输入端1811及镇流兼容输出端1821。外壳1812为密封状态,内充有惰性器体1815,例如:氦气。双金属片1814位于外壳1812内,与加热丝1816在外壳1812内部的部分物理性及电性连接。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在初始状态并未电性连接。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。
当交流驱动信号(例如:电子镇流器所输出的高频、高压交流信号)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发生弧光放电时,也就是当交流驱动信号随时间变大并经过一段时间后达到设定延迟电平值时,惰性气体1815发热使双金属片1814往金属电极1813膨胀而靠近(参见图线箭头的方向),并使双金属片1814与金属电极1813闭合而形成物理性及电性连接。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,交流驱动信号流过加热丝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,因而维持双金属片1814与金属电极1813的闭合状态。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接收信号后,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,本实用新型的镇流兼容电路,可以耦接于任一接脚以及任一整流电路之间,于外部驱动信号开始输入LED直管灯起设定延迟时间内为截止,于设定延迟时间后为导通,或者 于外部驱动信号的电平小于设定延迟电平值时为截止,于外部驱动信号的电平大于设定延迟电平值时为导通,而进一步改善了对电子镇流器等灯管驱动电路505的兼容性。
请参见图34A,为根据本实用新型第十一较佳实施例的LED直管灯的电源模组的应用电路方块示意图。相较于图24B所示实施例,本实施例的日光灯包含第一整流电路510及第二整流电路540、滤波电路520及LED驱动模块530,且更增加两镇流兼容电路1540。两镇流兼容电路1540分别耦接于第三接脚503与第一整流输出端511之间以及第四接脚504与第一整流输出端511之间。灯管驱动电路505为电子镇流器,提供交流驱动信号以驱动本实施例的LED灯。
两镇流兼容电路1540的初始状态为导通,并经一段时间后截止。因此,在灯管驱动电路505启动之初,交流驱动信号经第三接脚503、对应的镇流兼容电路1540和第一整流输出端511及第一整流电路510或第四接脚504、对应的镇流兼容电路1540和第一整流输出端511及第一整流电路510流过LED灯,并旁通了LED灯内部的滤波电路520及LED驱动模块530。藉此,在灯管驱动电路505启动之初,LED灯等同空载,LED灯在灯管驱动电路505启动之初不影响灯管驱动电路505的Q值而使灯管驱动电路505可以顺利启动。两镇流兼容电路1540经一段时间后截止,此时灯管驱动电路505已顺利启动,并可以开始驱动LED灯。
请参见图34B,为根据本实用新型第十二较佳实施例的LED直管灯的电源模组的应用电路方块示意图。相较于图34A所示实施例,本实施例的两镇流兼容电路1540的配置改为分别耦接于第三接脚503与第二整流输出端512之间以及第四接脚504与第二整流输出端512之间。同样地,两镇流兼容电路1540的初始状态为导通,并经一段时间后截止,使灯管驱动电路505顺利启动后才开始驱动LED灯发光。
值得注意的是,两镇流兼容电路1540的配置也可以改为分别耦接于第一接脚501与第一整流输出端511之间以及第二接脚502与第一整流输出端511之间,或者改为分别耦接于第一接脚501与第二整流输出端512之间以及第二接脚502与第二整流输出端512之间,依然可以使灯管驱动电路505顺利启动后才开始驱动LED灯发光。
请参见图34C,为根据本实用新型第十三较佳实施例的LED直管灯的电源模组的应用电路方块示意图。相较于图34A及图34B所示的实施例,本实施例的第二整流电路540改采图25C所示的整流电路810,其中整流单元815耦接第三接脚503及第四接脚504,端点转换电路541耦接第一整流输出端511及第二整流输出端512。两镇流兼容电路1540的配置也改为分别耦接于第一接脚501与半波连接点819之间以及第二接脚502与半波连接点819之间。
在灯管驱动电路505启动之初,两镇流兼容电路1540的初始状态为导通,交流驱动信号 经第一接脚501、对应的镇流兼容电路1540、半波连接点819及整流单元815或第二接脚502、对应的镇流兼容电路1540和半波连接点819及整流单元815流过LED灯,并旁通了LED灯内部的端点转换电路541、滤波电路520及LED驱动模块530。藉此,在灯管驱动电路505启动之初,LED灯等同空载,LED灯在灯管驱动电路505启动之初不影响灯管驱动电路505的Q值而使灯管驱动电路505可以顺利启动。两镇流兼容电路1540经一段时间后截止,此时灯管驱动电路505已顺利启动,并可以开始驱动LED灯。
值得注意的是,图34C的实施例也可以改为第一整流电路510采用图25C所示的整流电路810,其中整流单元815耦接第一接脚501及第二接脚502,端点转换电路541耦接第一整流输出端511及第二整流输出端512;两镇流兼容电路1540的配置也改为分别耦接于第三接脚503与半波连接点819之间以及第四接脚504与半波连接点819之间。如此,镇流兼容电路1540依然可以使灯管驱动电路505顺利启动后才开始驱动LED灯发光。
请参见图34D,为根据本实用新型第三较佳实施例的镇流兼容电路的电路示意图,可以应用于图34A至图34C所示的实施例及对应说明所述的变形例。
镇流兼容电路1640包含电阻1643、1645、1648及1650、电容1644及1649;二极管1647及1652、双载子接面晶体管1646及1651、镇流兼容输入端1641及镇流兼容输出端1642。电阻1645一端连接镇流相容输入端1641,另一端耦接双载子接面晶体管1646的射极。双载子接面晶体管1646的集极耦接二极管1647的正极,而二极管1647的负极耦接镇流兼容输出端1642。电阻1643及电容1644串联于双载子接面晶体管1646的射极与集极之间,且电阻1643及电容1644的连接点耦接双载子接面晶体管1646的基极。电阻1650一端连接镇流兼容输出端1642,另一端耦接双载子接面晶体管1651的射极。双载子接面晶体管1651的集极耦接二极管1652的正极,而二极管1652的负极耦接镇流相容输入端1641。电阻1648及电容1649串联于双载子接面晶体管1651的射极与集极之间,且电阻1648及电容1649的连接点耦接双载子接面晶体管1651的基极。
当电子镇流器的灯管驱动电路505刚启动时,电容1644及1649的电压为0,此时双载子接面晶体管1646及1651的基极流过一定电流而处于短路状态(即导通状态)。因此,在灯管驱动电路505激活之初,镇流兼容电路1640处于导通状态。交流驱动信号经电阻1643及二极管1647对电容1644充电,同样地经电阻1648及二极管1652对电容1649充电。一定时间后电容1644及1649的电压升高到一定程度,使电阻1643及1648的电压降低而截止双载子接面晶体管1646及1651(即截止状态),因此镇流兼容电路1640转为关断状态。这样电路运作设计可以避免于灯管驱动电路505因LED灯的电源模组内部的电容或电感影响灯管驱 动电路505的Q值,确保灯管驱动电路505的顺利启动。因此,镇流兼容电路1640可以改善LED灯对电子镇流器的兼容性。
纵上所述,本实用新型的两个镇流兼容电路,分别耦接整流电路与滤波电路的一连接点(即第一整流输出端511及第二整流输出端512其中之一)与第一接脚501及整流电路与滤波电路的连接点与第二接脚502之间,或者分别耦接整流电路与滤波电路的连接点与第三接脚503及整流电路与滤波电路的连接点与第四接脚504间,于所述外部驱动信号开始输入所述LED直管灯起一设定延迟时间内为导通,于所述设定延迟时间后为截止,改善LED灯对电子镇流器的兼容性。
请参见图35A,为根据本实用新型第十四较佳实施例的LED直管灯的电源模组的应用电路方块示意图。相较于图24B所示实施例,本实施例的LED直管灯包含第一整流电路510及第二整流电路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分别耦接于第一接脚501及第二接脚502之间以及耦接于第三接脚503及第四接脚504之间,用以改善具有灯丝侦测的灯管驱动电路的兼容性,例如:具有预热功能电子镇流器。
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。为避免灯管驱动电路判断LED灯异常,两灯丝仿真电路1560可以仿真正常的灯丝,而使灯管驱动电路正常启动驱动LED灯发光。
请参见图35B,为根据本实用新型第一较佳实施例的灯丝仿真电路的电路示意图。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35A,两灯丝仿真电路1660的灯丝仿真端1661及1662耦接第一接脚501及第二接脚502以及第三接脚503及第四接脚504。当灯管驱动电路输出侦测信号以测试灯丝是否正常时,侦测信号会经过并联的电容1663及电阻1665而使灯管驱动电路判断灯丝正常。
值得注意的是,电容1663的容值小。因此当灯管驱动电路正式驱动LED灯而输出的高频交流信号时,电容1663的容抗(等效阻值)远小电阻1665的阻值。藉此,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。
请参见图35C,为根据本实用新型第二较佳实施例的灯丝仿真电路的电路示意图。在本实施例中,第一整流电路510或/及第二整流电路540采用图25C所示的整流电路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35A,灯丝仿真电路1660的灯丝仿真端1661及1662耦接第一接脚501及第二接脚502或/及第三接脚503及第四接脚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。
请参见图35D,为根据本实用新型第三较佳实施例的灯丝仿真电路的电路示意图。相较于图35C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。
请参见图35E,为根据本实用新型第四较佳实施例的灯丝仿真电路的电路示意图。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35A,两灯丝仿真电路1760的灯丝仿真端1661及1662耦接第一接脚501及第二接脚502以及第三接脚503及第四接脚504。当灯管驱动电路输出侦测信号以测试灯丝是否正常时,侦测信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灯丝正常。
值得注意的是,电容1763及1764的容值小。因此当灯管驱动电路正式驱动LED灯而输出的高频交流信号时,串联的电容1763及1764的容抗远小串联的电阻1765及1766的阻值。藉此,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,灯丝模拟端1661及1662之间仍可以流过灯管驱动电路所输出的侦测信号。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。
上述灯丝仿真电路的实施例中,电容可以选用陶瓷电容或金属化聚丙烯电容,例如:Class2陶瓷电容、X2电容。当电容选用X2电容时,容值小于100nF,且具有低的内阻。因此,可以使流经灯丝仿真电路1760的电流降低至几十mA,减少损耗;而且内阻所造成的热也较小,温度可以在70度以上,甚至在50-60度之间。
当电路设计为使用软性基板使LED组件及电源模块的有源及无源组件均可以或部分设置同一软性基板或不同的软性基板,以简化LED灯的结构设计时,电容较佳为选用X7R贴片陶瓷电容,其电容容值较佳为大于100nF。
请参见图35F,为根据本实用新型第五较佳实施例的灯丝仿真电路的电路示意图。在本实施例中,第一整流电路510或/及第二整流电路540采用图25C所示的整流电路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。即,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,串联于灯丝模拟端1661及1662之间。请同时参见图35A,灯丝仿真电路1860的灯丝仿真端1661及1662耦接第一接脚501及第二接脚502或/及第三接脚503及第四接脚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信号以测试灯丝是否正常时,侦测信号会经过负温度系数电阻1863及1864而使灯管驱动电路判断灯丝正常。而且负温度系数电阻1863及1864因测试信号或预热程序,温度逐渐上升并降低阻值。当灯管驱动电路正式驱动LED灯发光时,负温度系数电阻1863及1864的阻值已降至相对低值,而减少功耗的损失。
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LED灯稳定操作时,灯丝仿真电路1860的阻值降至2~10欧姆;更佳的是,于LED灯稳定操作时灯丝仿真电路1860的阻值介于3~6欧姆之间。
请参见图36A,为根据本实用新型第十五较佳实施例的LED直管灯的电源模组的应用电路方块示意图。相较于图24B所示实施例,本实施例的LED直管灯包含第一整流电路510及第二整流电路540、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,并于滤波后信号的电平高于设定过压值时,箝制滤波后信号的电平。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36B,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,滤波后信号的电平)达到崩溃电压时导通,使电压差箝制在崩溃电压上。崩溃电压较佳为在40-100V的范围内,更佳为55-75V的范围。
请参见图37A,为根据本实用新型第十六较佳实施例的LED直管灯的电源模组的应用电路方块示意图。相较于图35A的实施例,本实施例的LED灯包含第一整流电路510及第二整流电路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可以耦接于第一接脚501、第二接脚502、第三接脚503及第四接脚504的任一与第一整流电路510及第二整流电路540中对应的整流电路。在本实施例中,镇流侦测电路1590耦接于第一接脚501及第一整流电路510之间。
镇流侦测电路1590侦测交流驱动信号或者经过第一接脚501、第二接脚502、第三接脚503及第四接脚504输入的信号,并根据侦测结果判断所输入的信号是否为电子镇流器所提供。
请参见图37B,为根据本实用新型第十七较佳实施例的LED直管灯的电源模组的应用电路方块示意图。相较于图37A的实施例,本实施例的第二整流电路540采用图25C所示的整流电路810。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其中之一耦接第三接脚503及第四接脚504,另一耦接第一整流输出端511及第二整流输出端512。在本实施例,整流单元815耦接第三接脚503及第四接脚504,而端点转换电路541耦接第一整流输出端511及第二整流输出端512。同样地,镇流侦测电路1590侦测由第三接脚503或第四接脚504所输入的信号,根据信号的频率以判断是否为电子镇流器所提供。
再者,本实施例也可以改由第一整流电路510采用图25C所示的整流电路810,并将镇流侦测电路1590耦接于整流单元815及端点转换电路541之间。
请参见图37C,为根据本实用新型较佳实施例的镇流侦测电路的电路方块示意图。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耦接第一切换端1591及第二切换端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的信号。或者,也可以省略侦测端1593及1594而共同耦接到第一切换端1591及第二切换端1592以侦测流经第一切换端1591及第二切换端1592的信号。因此,图式中侦测端1593及1594以虚线表示。
请参见图37D,为根据本实用新型第一较佳实施例的镇流侦测电路的电路示意图。镇流侦测电路1690包含侦测电路1690a以及切换电路1690b,耦接于第一切换端1591及第二切换端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耦接于第一切换端1591及第二切换端1592之间,用以反应流经第一切换端1591及第二切换端1592的信号而产生侦测电压。当信号为高频信号时,电容1698的容抗相当低,而产生的侦测电压相当小。当信号为低频信号或直流信号时,电容1698的容抗相当高,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,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的滤波作用系用以滤除侦测电压的高频噪声,以避免高频噪声造成的误动作。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,在图式中电阻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根据所接受到的信号电平大小,以决定是否产生控制信号1695来触发双向可控硅1699导通。双向可控硅1699的第一端耦接第一切换端1591,第二端经过电感1694耦接第二切换端1592。电感1694的作用在于保护双向可控硅1699不因流经第一切换端1591及第二切换端1592的信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。
当第一切换端1591及第二切换端1592接收的信号为低频交流信号或直流信号时,电容1698的侦测电压将足够高而使双向触发二极管1691产生控制信号1695来触发双向可控硅1699。此时,第一切换端1591及第二切换端1592之间为短路,而旁通了切换电路1690b所并联的电路,例如:连接于第一切换端1591及第二切换端1592之间的电路、侦测电路1690a、电容1698等。
当第一切换端1591及第二切换端1592接收的信号为高频交流信号时,电容1698的侦测电压并不足以使双向触发二极管1691产生控制信号1695来触发双向可控硅1699。此时,双向可控硅1699为截止,高频交流信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可以判断输入的信号是否为电子镇流器所提供的高频交流信号,若是则使高频交流信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。
值得注意的是,电容1698可以外部电路中的电容来取代,例如:图26A至图26C所示端点转换电路实施例的至少一电容,而侦测电路1690a则省略电容1698,故图式中以虚线表示。
请参见图37E,为根据本实用新型第二较佳实施例的镇流侦测电路的电路示意图。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耦接于第一切换端1591及第二切换端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-typeDepletion 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的信号互感至电感1791,使电感1791产生侦测电压。侦测电压的电平随着信号的频率高低而变高、变低。
当信号为高频信号时,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。当信号为低频信号或直流信号时,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,以接收电感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充电以产生控制信号1795。由于二极管1797提供电容1796单向充电,故控制信号1795的电平为电感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第一切换端1591及第二切换端1592。
当侦测端1593及1594接收的信号为低频交流信号或直流信号时,电容1796所产生的控制信号1795低于切换开关1799的临界电压而使切换开关1799导通。此时,第一切换端1591及第二切换端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:图26A至图26C所示端点转换电路实施例中的至少一电容等。
当侦测端1593及1594接收的信号为高频交流信号时,电容1796所产生的控制信号1795高于切换开关1799的临界电压而使切换开关1799截止。此时,高频交流信号主要经由外部电路传递。
因此,镇流侦测电路1790可以判断输入的信号是否为电子镇流器所提供的高频交流信号,若是则使高频交流信号流经外部电路;若否则旁通外部电路。
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。举例来说,第一切换端1591及第二切换端1592耦接与LED灯串联的电容,即,驱动LED直管灯的信号也会流经此电容。此电容可以设置在LED直管灯的内部与内部电路串联或者串联在LED直管灯外部。当灯管驱动电路505不存在时,交流电源508提供低压、低频交流驱动信号做为外部驱动信号以驱动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的交流驱动信号直接驱动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、高频交流信号以驱动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直管灯内部的等效电容串联,因而达到电容分压的效果。藉此,可以使施加在LED直管灯内部电路的电压较低(例如:落在100-277V的范围内)以避免内部电路因高压而毁损。或者,第一切换端1591及第二切换端1592耦接图26A至图26C所示端点转换电路实施例中的电容,使流经半波连接点819的信号也同时流经此电容,举例来说,图26A的电容642、图26C的电容842。当灯管驱动电路505产生高压、高频交流信号输入时,切换电路截止,使电容可以达到分压效果;当市电的低频交流信号或电池的直流信号输入时,切换电路导通以旁通电容。
值得注意的是,切换电路可以包含多个切换组件,以提供两个以上的切换端来并联连接多个并联的电容(例如:图26A的电容645及646、图26A的电容643、645及646、图26B的电容743与744或/及745与746、图26C的电容843及844、图26C的电容845及846、图26C的电容842、843及844、图26C的电容842、845及846、图26C的电容842、843、844、845及846),来确实达到将等效与LED直管灯串联的多个电容旁通的效果。
另外,在此也说明本实用新型的镇流侦测电路如何与图32A至图32I所示的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第一接脚501、第二接脚502、第三接脚503及第四接脚504其中之一,以侦测经由第一接脚501、第二接脚502、第三接脚503及第四接脚504输入到LED灯的信号。侦测电路根据信号的频率来产生控制信号,以控制模式切换电路为第一模式或第二模式。
举例来说,当信号为高频信号而高于设定模式切换频率时,例如:由灯管驱动电路505所提供的高频信号,侦测电路的控制信号将使模式切换电路为第二模式,以将所述滤波后信号直接输入所述LED模块;当信号为低频或直流信号而低于设定模式切换频率时,例如:市电或电池所提供的低频或直流信号,侦测电路的控制信号将使模式切换电路为第一模式,以将所述滤波后信号直接输入所述驱动电路。
请参见图38A,为根据本实用新型第十八较佳实施例的LED直管灯的电源模组的应用电路方块示意图。相较于图35A所示实施例,本实施例的LED直管灯包含第一整流电路510及第二整流电路540、滤波电路520、LED驱动模块530及两灯丝仿真电路1560,且更增加辅助电源模块2510。辅助电源模块2510耦接于第一滤波输出端521与第二滤波输出端522之间。辅助电源模块2510侦测第一滤波输出端521与第二滤波输出端522上的滤波后信号,并根据侦测结果决定是否提供辅助电力到第一滤波输出端521与第二滤波输出端522。当滤波后信号停止提供或交流电平不足时,即当LED模块的驱动电压低于一辅助电压时,辅助电源模块2510提供辅助电力,使LED驱动模块530可以持续发光。辅助电压根据辅助电源模块的一辅助电源电压而决定。两灯丝仿真电路1560为可以省略,在图式中以虚线表示。
请参见图38B,为根据本实用新型第十九较佳实施例的LED直管灯的电源模组的应用电路 方块示意图。相较于图38A所示实施例,本实施例的LED直管灯包含第一整流电路510及第二整流电路540、滤波电路520、LED驱动模块530、两灯丝仿真电路1560及辅助电源模块2510,且LED驱动模块530更包含驱动电路1530及LED模块630。辅助电源模块2510耦接第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522之间。辅助电源模块2510侦测第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522的驱动信号,并根据侦测结果决定是否提供辅助电力到第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522。当驱动信号停止提供或交流电平不足时,辅助电源模块2510提供辅助电力,使LED模块630可以持续发光。两灯丝仿真电路1560为可以省略,在图式中以虚线表示。
请参见图38C,为根据本实用新型较佳实施例的辅助电源模块的电路示意图。辅助电源模块2610包含储能单元2613以及电压侦测电路2614。辅助电源模块2610并具有辅助电源正端2611及辅助电源负端2612以分别耦接第一滤波输出端521与第二滤波输出端522或第一驱动输出端1521及第二驱动输出端1522。电压侦测电路2614侦测辅助电源正端2611及辅助电源负端2612上信号的电平,以决定是否将储能单元2613的电力透过辅助电源正端2611及辅助电源负端2612向外释放。
在本实施例中,储能单元2613为电池或超级电容。电压侦测电路2614更于辅助电源正端2611及辅助电源负端2612的信号的电平高于储能单元2613的电压时,以辅助电源正端2611及辅助电源负端2612上的信号对储能单元2613充电。当辅助电源正端2611及辅助电源负端2612的信号电平低于储能单元2613的电压时,储能单元2613经辅助电源正端2611及辅助电源负端2612对外部放电。
电压侦测电路2614包含二极管2615、双载子接面晶体管2616及电阻2617。二极管2615的正极耦接储能单元2613的正极,负极耦接辅助电源正端2611。储能单元2613的负极耦接辅助电源负端2612。双载子接面晶体管2616的集极耦接辅助电源正端2611,射极耦接储能单元2613的正极。电阻2617一端耦接辅助电源正端2611,另一端耦接双载子接面晶体管2616的基极。电阻2617于双载子接面晶体管2616的集极高于射极一个导通电压时,使双载子接面晶体管2616导通。当驱动LED直管灯的电源正常时,滤波后信号经第一滤波输出端521与第二滤波输出端522及导通的双载子接面晶体管2616对储能单元2613充电,或驱动信号经第一驱动输出端1521与第二驱动输出端1522及导通的双载子接面晶体管2616对储能单元2613充电,直至双载子接面晶体管2616的集极-射击的差等于或小于导通电压为止。当滤波后信号或驱动信号停止提供或电平突然下降时,储能单元2613通过二极管2615提供电力至LED驱动模块530或LED模块630以维持发光。
值得注意的是,储能单元2613充电时所储存的最高电压将至少低于施加于辅助电源正端2611与辅助电源负端2612的电压一个双载子接面晶体管2616的导通电压。储能单元2613放电时由辅助电源正端2611与辅助电源负端2612输出的电压低于储能单元2613的电压一个二极管2615的阈值电压。因此,当辅助电源模块开始供电时,所提供的电压将较低(约等于二极管2615的阈值电压与双载子接面晶体管2616的导通电压的总和)。在图38B所示的实施例中,辅助电源模块供电时电压降低会使LED模块630的亮度明显下降。如此,当辅助电源模块应用于紧急照明***或常亮照明***时,用户可以知道主照明电源,例如:市电,异常,而可以进行必要的防范措施。
请参见图39A,为根据本实用新型第二十较佳实施例的LED直管灯的电源模组的应用电路方块示意图。相较于图24B所示实施例,本实施例的LED直管灯包含第一整流电路510及第二整流电路540、滤波电路520、LED驱动模块530,且更增加侦测模块2520。侦测模块2520经第一侦测端2521耦接第一整流电路510(及/或第二整流电路540),以及经第二侦测端2522耦接滤波电路520。侦测模块2520侦测流经第一侦测端2521及第二侦测端2522的信号,并根据侦测结果决定是否截止外部驱动信号流过LED直管灯。当LED直管灯尚未正式安装于灯座时,侦测模块2520会侦测较小的电流信号而判断信号流过过高的阻抗,此时侦测模块2520截止使LED直管灯停止操作。若否,侦测模块2520判断LED直管灯正确安装于灯座上,侦测模块2520维持导通使LED直管灯正常操作。即,当流经所述第一侦测端以及所述第二侦测端的一电流高于或等于一安装设定电流(或一电流值)时,侦测模块判断LED直管灯正确安装于灯座上而导通,使LED直管灯操作于一导通状态;当流经所述第一侦测端以及所述第二侦测端的一电流低于所述安装设定电流(或电流值)时,侦测模块判断LED直管灯未正确安装于灯座上而截止,使LED直管灯进入一不导通状态。换句话说,侦测模块2520基于侦测的阻抗判断导通或截止,使LED直管灯操作于导通或进入不导通状态。藉此,可以避免使用者在LED直管灯尚未正确安装于灯座时因误触LED直管灯导电部分而触电的问题。
请参见图39B,为根据本实用新型较佳实施例的侦测模块的电路示意图。侦测模块包含开关电路2580、检测脉冲(pulse)发生模块2540(用以产生或发生用于检测的脉冲)、检测结果锁存电路2560以及检测判定电路2570。检测判定电路2570(经开关耦接端2581以及开关电路2580)耦接第一侦测端2521以及耦接第二侦测端2522,以侦测第一侦测端2521以及第二侦测端2522之间的信号。检测判定电路2570同时经检测结果端2571耦接检测结果锁存电路2560,以将检测结果信号经检测结果端2571传送至检测结果锁存电路2560。检测脉冲发生模块2540通过脉冲信号输出端2541耦接检测结果锁存电路2560,并产生脉冲信号以通知检 测结果锁存电路2560锁存检测结果的时机点。检测结果锁存电路2560根据检测结果信号(或检测结果信号及脉冲信号)锁存检测结果,经检测结果锁存端2561耦接开关电路2580,以将检测结果传送或反映至开关电路2580。开关电路2580根据检测结果,决定使第一侦测端2521以及第二侦测端2522之间导通或截止。
请参见图39C,为根据本实用新型较佳实施例的检测脉冲发生模块的电路示意图。检测脉冲发生模块2640包含电容2642(或称第三电容器)、2645(或称第一电容器)及2646(或称第二电容器)、电阻2643(或称第三电阻器)、2647(或称第一电阻器)及2648(或称第二电阻器)、缓冲器(buffer)2644(或称为第二缓冲器)及2651(或称为第一缓冲器)、反向器2650、二极管2649以及或门(OR gate)2652。在使用或操作中,电容2642及电阻2643串联于一驱动电压(例如称为VCC,且经常被订为一高电平)及参考电位(在此以地的电位为其实施例)之间,其连接点耦接缓冲器2644的输入端。电阻2647耦接于一驱动电压(可称为VCC)及反向器2650的输入端。电阻2648耦接于缓冲器2651的输入端及一参考电位(在此以地的电位为其实施例)之间。二极管的正端接地,负端也耦接缓冲器2651的输入端。电容2645的一端及2646的一端共同耦接缓冲器2644的输出端,电容2645的另一端接反向器2650的输入端,而电容2646的的另一端则耦接缓冲器2651的输入端。反向器2650的输出端及缓冲器2651的输出端耦接或门2652的输入端。须注意的是,在本案此说明书中,电位之“高电平”与“低电平”都是相对于在电路中另一电位或某参考电位而言的,且又可分别做为“逻辑高电平”与“逻辑低电平”。
当LED直管灯的一端灯头***灯座而另一端灯头电性接触人体或LED直管灯的双端灯头均***灯座时,LED直管灯通电。此时,侦测模块进入检测阶段。电容2642与电阻2643的连接点电平一开始为高(等于驱动电压VCC),于后随时间逐渐下降,最后降至零。缓冲器2644的输入端耦接电容2642与电阻2643的连接点,因此一开始即输出高电平信号,并于电容2642与电阻2643的连接点电平降至低逻辑判断电平时,转成低电平信号。也就是,缓冲器2644产生一输入脉冲信号,之后持续维持低电平(停止输出所述输入脉冲信号)。所述输入脉冲信号之脉冲宽度等于一(最初的设定)时间周期,而所述时间周期由电容2642的容值以及电阻2643的阻值来决定。
接着说明缓冲器2644产生脉冲信号的设定时间周期的操作。由于电容2645与电阻2647的一端均等于驱动电压VCC,因此电容2645与电阻2647的连接端也为高电平。另外,电阻2648的一端接地,电容2646的一端接收缓冲器2644的脉冲信号。所以电容2646与电阻2648的连接端在一开始高电平,而后随时间逐渐上降至零(同时间电容储存了等于或接近驱动电压 VCC的电压)。因此,反向器2650输出低电平信号,而缓冲器2651则输出高电平信号,而使或门2652于脉冲信号输出端2541输出高电平信号(第一脉冲信号)。此时,检测结果锁存电路2560根据检测结果信号及脉冲信号第一次锁存检测结果。当电容2646与电阻2648的连接端的电平降至低逻辑判断电平时,缓冲器2651转为输出低电平信号,而使或门2652于脉冲信号输出端2541输出低电平信号(停止输出第一脉冲信号)。或门2652所输出的脉冲信号的脉宽由电容2646的容值以及电阻2648的阻值来决定。
接着说明于缓冲器2644停止输出脉冲信号之后的操作,即进入操作阶段的操作。由于电容2646储存有接近驱动电压VCC的电压,因此于缓冲器2644的输出由高电平转为低电平的瞬间,电容2646与电阻2648的连接端的电平会低于零,并经由二极管2649对电容快速充电而使连接端的电平拉回零。因此,缓冲器2651仍维持输出低电平信号。
另一方面,于缓冲器2644的输出由高电平转为低电平的瞬间,电容2645的一端的电平由驱动电压VCC瞬间降低零,使电容2645与电阻2647的连接端为低电平。反向器2650的输出信号转为高电平,而使或门输出高电平(第二脉冲信号)。此时,检测结果锁存电路2560根据检测结果信号及脉冲信号第二次锁存检测结果。接着,电阻2647对电容2645充电,使电容2645与电阻2647的连接端的电平随时间逐渐上升而至等于驱动电压VCC。当容2645与电阻2647的连接端的电平上升至高逻辑判断电平时,反向器2650再度输出低电平,而使或门2652停止输出第二脉冲信号。第二脉冲信号的脉宽由电容2645的容值与电阻2647的阻值所决定。
如上所述,检测脉冲发生模块2640于检测阶段会产生两个高电平的脉冲信号-第一脉冲信号及第二脉冲信号,由脉冲信号输出端2541输出,而且第一脉冲信号及第二脉冲信号之间间隔一设定时间间隔,设定时间间隔主要由电容2642的容值以及电阻2643的阻值来决定。
而于检测阶段后进入操作阶段,检测脉冲发生模块2640不再产生脉冲信号,而维持脉冲信号输出端2541为低电平。请参见图39D,为根据本实用新型较佳实施例的检测判定电路的电路示意图。检测判定电路2670包含比较器2671以及电阻2672。比较器2671的反相端接收参考电平信号Vref,非反相端经电阻2672接地并同时耦接开关耦接端2581。请同时参见图39A,由第一侦测端2521流入开关电路2580的信号会经由开关耦接端2581输出而流过电阻2672。当流经电阻2672的电流过大(即,高于或等于安装设定电流,例如:电流值2A)而使电阻2672上的电平高于参考电平信号Vref的电平时(可对应于所述两灯头正确***所述灯座),比较器2671产生高电平的检测结果信号并由检测结果端2571输出。例如,当LED直管灯正确安装于灯座时,比较器2671会于检测结果端2571输出高电平的检测结果信号。当流 经电阻2672的电流不足使使电阻2672上的电平高于参考电平信号Vref的电平时(可对应于只有其中之一灯头正确***所述灯座),比较器2671产生低电平的检测结果信号并由检测结果端2571输出。例如,当,当LED直管灯未正确安装于灯座时,或者一端安装于灯座而另一端经人体接地时,电流将过小而使比较器2671于检测结果端2571输出低电平的检测结果信号。
请参见图39E,为根据本实用新型较佳实施例的检测结果锁存电路的电路示意图。检测结果锁存电路2660包含D型触发器(D Flip-flop)2661、电阻2662以及或门2663。D型触发器2661的时脉输入端(CLK)耦接检测结果端2571,输入端D耦接驱动电压VCC。当检测结果端2571输出低电平的检测结果信号时,D型触发器2661于输出端Q输出低电平信号;当检测结果端2571输出高电平的检测结果信号时,D型触发器2661于输出端Q输出高电平信号。电阻2662耦接于D型触发器2661的输出端Q及参考电位(例如地的电位)之间。当或门2663接收脉冲信号输出端2541输出的第一脉冲信号或第二脉冲信号,或D型触发器2661于输出端Q输出的高电平信号时,于检测结果锁存端2561输出高电平的检测结果锁存信号。由于检测脉冲发生模块2640仅于检测阶段输出第一脉冲信号或第二脉冲信号时,主导或门2663输出高电平检测结果锁存信号,而其余时间(包含检测阶段之后的操作阶段)由D型触发器2661主导检测结果锁存信号为高电平或低电平。因此,当检测结果端2571未出现过高电平的检测结果信号时,D型触发器2661于输出端Q维持低电平信号,而使检测结果锁存端2561于操作阶段也维持低电平的检测结果锁存信号。反之,当检测结果端2571一旦出现过高电平的检测结果信号时,D型触发器2661会锁存而于输出端Q维持高电平信号。如此,检测结果锁存端2561进入操作阶段时也维持高电平的检测结果锁存信号。
请参见图39F,为根据本实用新型较佳实施例的开关电路的电路示意图。开关电路2680可包含一晶体管(transistor),例如一双载子接面晶体管2681做为一功率晶体管(power transistor)。功率晶体管能处理高电流及功率,特别被用于开关电路中。双载子接面晶体管2681的集极耦接第一侦测端2521,基极耦接检测结果锁存端2561,而射极开关耦接端2581。当检测脉冲发生模块2640产生第一脉冲信号或第二脉冲信号时,双载子接面晶体管2681将短暂导通,使检测判定电路2670进行检测,以决定检测结果锁存信号为高电平或低电平。当检测结果锁存电路2660于检测结果锁存端2561输出高电平的检测结果锁存信号时,双载子接面晶体管2681将导通而使第一侦测端2521以及第二侦测端2522之间导通。当检测结果锁存电路2660于检测结果锁存端2561输出低电平的检测结果锁存信号时,双载子接面晶体管2681将截止而使第一侦测端2521以及第二侦测端2522之间截止。
由于外部驱动信号为交流信号,为了避免检测判定电路2670检测时,外部驱动信号的电平刚好在零点附近而造成侦测错误。因此,检测脉冲发生模块2640产生第一脉冲信号及第二脉冲信号以使检测判定电路2670检测两次,以避免单次检测时外部驱动信号的电平刚好在零点附近的问题。较佳为,第一脉冲信号及第二脉冲信号的产生时间差并非为所述外部驱动信号的周期一半的整数倍数,即并非对应所述外部驱动信号的180度相位差的整数倍数。如此,第一脉冲信号及第二脉冲信号其中之一产生时,若不幸外部驱动信号在零点附近,另一产生时即可避免外部驱动信号也在零点附近。
上述第一脉冲信号及第二脉冲信号的产生时间差,即设定时间间隔可以以公式表示如下:
设定时间间隔=(X+Y)(T/2)。
其中,T为外部驱动信号的周期,X为大于等于零的整数,0<Y<1。
Y较佳的范围为在0.05-0.95之间,更佳为0.15-0.85之间。
再者,为了避免侦测模块进入检测阶段时,驱动电压VCC的电平太低会造成侦测模块的电路逻辑判断错误开始上升。在第一脉冲信号的产生可以设定在驱动电压VCC到达或高于一预定电平时产生,使驱动电压VCC达到足够的电平后检测判定电路2670才进行,以避免电平不足所造成侦测模块的电路逻辑判断错误。
根据上述说明可知,当LED直管灯的一端灯头***灯座而另一端灯头为浮接或电性接触人体时,因阻抗大而使检测判定电路输出低电平的检测结果信号。检测结果锁存电路根据检测脉冲发生模块的脉冲信号对低电平的检测结果信号进行锁存成低电平的检测结果锁存信号,而于操作阶段时也维持检测结果。如此,可使开关电路维持截止而避免持续通电。如此也可避免人体触电之可能,从而能够满足安规的要求。而当LED直管灯的两端灯头正确***灯座时,因LED直管灯本身电路的阻抗小而使检测判定电路输出高电平的检测结果信号。检测结果锁存电路根据检测脉冲发生模块的脉冲信号对高电平的检测结果信号进行锁存成高电平的检测结果锁存信号,而于操作阶段时也维持检测结果。如此,可使开关电路维持导通而持续通电,使LED直管灯于操作阶段时正常操作。
换句话说,在一些实施例中,当所述LED直管灯的一端所述灯头***所述灯座而另一端所述灯头为浮接或电性接触人体时,所述检测判定电路输入低电平的所述检测结果信号到所述检测结果锁存电路,然后所述检测脉冲发生模块输出一低电平信号到所述检测结果锁存电路,使所述检测结果锁存电路输出低电平的一检测结果锁存信号以使所述开关电路截止,其中所述开关电路的截止使所述第一侦测端以及第二侦测端之间截止,亦即使所述LED直管 灯进入一不导通状态。
而在一些实施例中,当所述LED直管灯的所述两灯头正确***所述灯座时,所述检测判定电路输入高电平的所述检测结果信号到所述检测结果锁存电路,使所述检测结果锁存电路输出高电平的一检测结果锁存信号以使所述开关电路导通,其中所述开关电路的导通使所述第一侦测端以及第二侦测端之间导通,亦即使所述LED直管灯操作于一导通状态。
值得注意的是,检测脉冲发生模块产生的脉冲信号的脉宽在10us至1ms之间,其作用仅在LED直管灯通电瞬间时,利用这个脉冲信号使开关电路导通短暂的时间。这样可以产生一个脉冲电流,流过检测判定电路进行检测判断。因产生的是短时间的脉冲而长时间导通非,并不会引发触电危险。再者,检测结果锁存电路于操作阶段时也维持检测结果,不再因电路状态改变而改变先前锁存的检测结果,而避免检测结果变化而造成的问题。而侦测模块(即开关电路、检测脉冲发生模块、检测结果锁存电路以及检测判定电路)可以集成到芯片中,这样可以嵌入到电路中,可以节省侦测模块的电路成本和体积。
例如,在电源设计中,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透过黏接方式固定,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。
在电源模组设计中,所述的外部驱动信号可以是低频交流信号(例如:市电所提供)、高频交流信号(例如:电子镇流器所提供)、或直流信号(例如:电池所提供或外置驱动电源),且可以双端电源的驱动架构来输入LED直管灯。在双端电源的驱动架构,可以支持仅使用其中一端以做为单端电源的方式来接收外部驱动信号。
在直流信号做为外部驱动信号时,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,双整流电路中的第一整流单元与第二整流单元分别与配置在LED直管灯的两端灯头的接脚耦接。双整流单元适用于双端电源的驱动架构。而且配置有至少一整流单元时,可以适用于低频交流信号、高频交流信号、或直流信号的驱动环境。
双整流单元可以是双半波整流电路、双全桥整流电路或半波整流电路及全桥整流电路各一之组合。
在LED直管灯的接脚设计中,可以是双端各单接脚(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信号。
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,以滤除整流后信号 中的高频成分,而提供低纹波的直流信号为滤波后信号。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,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LED灯的电路所造成的电磁干扰。在直流信号做为外部驱动信号时,LED直管灯的电源模组可以省略滤波电路。
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,可以在双端的各端的一接脚与另一端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做为稳压电路。
在仅包含LED模块的设计中,于高频交流信号做为外部驱动信号时,至少一整流电路包含电容电路(即,包含一个以上的电容),与整流电路内的全桥或半波整流电路串联,使电容电路在高频交流信号下等效为阻抗以做为电流调节电路并调节LED模块的电流。藉此,不同的电子镇流器所提供不同电压的高频交流信号时,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,于外部驱动信号停止提供之后,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造成LED模块闪烁发光的情况。在包含LED模块及驱动电路中,驱动电路可以是直流转直流升压转换电路、直流转直流降压转换电路或直流转直流升降压转换电路。驱动电路系用以将LED模块的电流稳定在设定电流值,也可以根据外部驱动信号的高或低来对应调高或调低设定电流值。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模块的电流或/及电压来对应启动对应的过流或过压保护。
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,并根据外部驱动信号的频率来决定外部驱动信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或双并联电容及电阻或负温度系数电路。灯丝仿真电路适用于程序预热启动型电子镇流器,可以避免程序预热启动型电子镇流器判断灯丝异常的问题,改善对程序预热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,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预热启动型电子镇流器、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组件(即,单一LED芯片,或多个不同颜色LED芯片组成的LED组)串,各LED组件串中的LED组件可以彼此连接而形成网状连接。
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。
如图19所示,在一实施例中,电路板组合件25省略了前述实施例中灯板2和电源5要用焊接的方式固定的情况,而是先将长电路板251和短电路板253黏接固定,再将电源模组250和灯板2的线路层2a电气连接。此外,灯板2如上述并不仅限于一层或二层电路板,可以是如图23所示还包含另一层线路层2c。光源202设于线路层2a,通过线路层2a与电源5电气连通。如图20所示,在另一实施例中,电路板组合件25具有一长电路板251和一短电路板253,长电路板251可以为上述灯板2的可挠式电路软板或柔性基板,灯板2包括一线路层2a与一介电层2b,先将介电层2b和短电路板253以拼接方式固接,之后,再将线路层2a贴附在介电层2b上并延伸至短电路板253上。以上各实施例,均不脱离本实用新型电路板组合件25的应用范围。
在上述各实施例中,短电路板253的长度约为15毫米至40毫米,较佳为19毫米至36毫米,长电路板251的长度可为800毫米至2800毫米,较佳为1200毫米至2400毫米。短电路板253和长电路板251的比例可以为1:20至1:200。
此外,在前述的实施例中,当灯板2和电源5系透过焊接方式固定时,灯板2的端部并不固定在灯管1的内周面上,无法安全的固定支撑住电源5,在其他实施例中,若电源5必须另行固定在灯管1末端区的灯头内,则灯头会相对较长而压缩了灯管1有效的发光面积。
请参考图22,在一实施例中,所使用的灯板为铝制硬式电路板22,因其端部可相对的固定在灯管1的末端区,而电源5则采用垂直于硬式电路板22的方式焊接固定在硬式电路板22端部上方,一来便于焊接工艺的实施,二来灯头3不需要具有足以承载电源5之总长度的 空间而可以缩短长度,如此可增加灯管有效的发光面积。此外,在前述的实施例中,电源5上除了装设有电源模组之外,还需要另行焊接金属导线与灯头3的导电针301形成电气连接。在本实施例中,可以直接使用于电源5上,做为电源模组的导电引脚53与灯头3电气连接,不需额外再焊接其它导线,更有利于制程之简化。
如图41所示:为本实用新型一实施例LED日光灯的结构示意图,LED日光灯100,包含:灯管1,灯头3(为了体现本实用新型方案的灯头设计,放大灯头与灯管的比例,实际中灯头长度约9.0mm—70mm,灯管254mm—2000mm(即1in.—8in.))。灯头3设置在灯管1的两端,灯头3上设置导电针301、伸缩装置332,灯头3内还设有微动开关334及点灯电路5模块,LED日光灯100正确的安装到灯座(图未示)时,通过伸缩装置332触发微动开关334,实现电源5与市电的电气连接,进而点亮LED日光灯100中的LED组件(图未示)。
作为上述方案中微动开关的变形,如图42所示,输入端3341电性连至空心导电针(图未示),输出端3343电性连至电源5(图未示),输入端3341与输出端3343间设有双向晶闸管TR,电阻R0与微动开关334的1端相连接,另2端电性连接至双向晶闸管TR的触发端。电阻R0的取值1K欧姆到10K欧姆。较佳的,电阻R0选取2K欧姆左右的阻值。流经该开关的电流由变形前的10A降到0.1A左右(这样开关的选取具有更大的范围,还可进一步的降低成本)。
保护开关包含可控硅3347、双向可控硅3345以及微动开关334,其中微动开关334可以为前述该些实施例中的任一微动开关。如图所示,保护开关的输入端3341电性连至LED直管灯的任一空心导电针(图未示),输出端3343电性连至点灯电路模块。双向可控硅3345的两端分别耦接输入端3341与输出端3343。可控硅3347与微动开关334串联。串联的可控硅3347与微动开关334的一端耦接双向可控硅3345的控制端则,另一端耦接输入端3341。
当微动开关334复位时,双向可控硅3345的控制端未连接输入端3341。此时,双向可控硅3345为截止,使空心导电针301与电源5未电性连接。当微动开关334被触发而电性导通时,输入端3341经过串联的可控硅3347与微动开关334传送电流至双向可控硅3345的控制端,使双向可控硅3345被触发导通。此时,空心导电针301与电源5电性连接,使LED直管灯正常运作。
前述仅有微动开关334的保护开关之实施例,在微动开关334触发的瞬间,会有极大的瞬间电流,例如:10A以上之瞬间电流,流经微动开关334而到达电源5以及LED组件。这不仅造成微动开关334需严格的耐流要求而且其体积也较大;再者,瞬间电流也可能毁损电源5以及LED组件。本实施例的瞬间电流由可控硅3347所抑制,因此可以降低微动开关334的耐流要求,同时减少微动开关334的体积及降低成本。在一实施例中,电阻R0的阻值较佳为1K欧姆到10K欧姆;更佳为2K欧姆。通过这样的设计,流经微动开关的电流由可降到0.1A左右。
接下来详细的描述带有保护开关的灯头的结构。
如图40A所示,为本实用新型实施例的灯头结构的结构示意图。灯头3,包含:灯头本体300、电源5、具有设置于灯头本体300顶端的导电针301、可沿导电针301方向(即LED日光灯轴向)移动的一端伸出灯头的伸缩装置332、微动开关334。
伸缩装置332上设有止位部件337,通过该止位部件337控制伸缩装置332移动的幅度(即伸缩装置332伸出灯头本体的幅度);伸缩装置332上设有2个伸缩杆335,其一端连接于伸缩装置332,另一端穿插在固定部336上,其中一伸缩杆335靠近微动开关334;伸缩杆335上套有弹簧333。该灯头3正确的安装到灯座时,导电针301***到灯座(图未示);因受到灯座的挤压,伸缩装置332沿与导电针301***到灯座相反方向移动,其一个靠近微动开关334的伸缩杆335触发微动开关334,实现通导电针301与电源5的连接。
本实用新型实施例的LED日光灯的连两侧灯头可都设有该微动开关。这样极大的降低安装人员在安装LED日光灯时,因漏电流带来的伤害。也能满足安规认证的要求。
LED日光灯未安装到灯座的情况下(或LED日光灯从灯座取出时),由于的弹簧张力,伸缩装置332向灯头本体的外侧移动。微动开关334复位,实现电源5与导电针301断开。
如图40B所示,为本实用新型另一实施例的一灯头结构的结构示意图。灯头3,包含:
灯头本体300、电源(图未示)、还有具有设置于灯头顶端的导电针301a、可沿导电针301a方向(即LED日光灯轴向)移动的一端伸出灯头的伸缩装置332、微动开关334;伸缩装置332上设有止位部件337,通过该止位部件337控制伸缩装置332移动的幅度(即伸缩装置332伸出灯头本体的幅度);止位部件337上还设有固定72弹簧333的固定点。弹簧333一端固定在该固定点,另一端固定在固定部336上。该灯头3正确的安装到灯座时,导电针301a***到灯座(图未示);因受到灯座的挤压,伸缩装置332沿与导电针301a***到灯座相反方向移动,通过设置伸缩装置332上的朝向固定部336的凸起338触发微动开关334,实现通导电针301与电源(图未示)的连接。
本实用新型实施例的LED日光灯的连两侧灯头可都设有该微动开关。上述方案中,伸缩装置332断续的套接在导电针301a的周围。
LED日光灯未安装到灯座的情况下(或LED日光灯从灯座取出时),由于的弹簧张力,伸缩装置332向灯头的外侧移动。微动开关334复位,实现电源(图未示)与导电针301a断开。
如图40C所示,为本实用新型另一实施例的一灯头结构的结构示意图。灯头3,包含:
灯头本体300、电源5(图未示)、还有具有设置于灯头顶端的导电针301a、可沿导电针301a方向(即LED日光灯轴向)移动的一端伸出灯头的伸缩装置332、微动开关334;伸缩装置332上设有止位部件337,通过该止位部件337控制伸缩装置332移动的幅度(即伸缩装置332伸出灯头本体的幅度);微动开关334设置在伸缩装置332的内部(伸缩装置332伸出灯头的凸起内),微动开关334夹在两个不同弹性系数的弹簧(弹簧333a及弹簧333b)间。该灯头3正确的安装到灯座时,导电针301a***到灯座(图未示);因受到灯座的挤压,伸缩装置332沿与导电针301a***到灯座相反方向移动,因两个不同弹性系数的弹簧的作用,触发微动开关334,实现通导电针301与电源(图未示)的连接。
本实用新型实施例的LED日光灯的连两侧灯头可都设有该微动开关。这样极大的降低安装人员在安装LED日光灯时,因漏电流带来的伤害。因LED日光灯只有正确安装,微动开关动作后,才实现实现通导电针301与电源(图未示)的连接。
上述方案中,弹簧333b一端连接于微动开关334,另一端固定在固定部336。弹簧333a及弹簧333b在受到极小的力时即可动作。较佳的,弹簧333a在受到0.5~1N;及弹簧333b在3~4N的力即可动作。
LED日光灯未安装到灯座的情况下,由于的弹簧的张力,微动开关334动作,实现电源(图未示)与导电针301a断开。
如图40D所示,为本实用新型另一实施例的一灯头结构的结构示意图。灯头3,包含:
灯头本体300、电源(图未示)、还有具有设置于灯头本体300顶端的导电针301、可沿导电针301方向(即LED日光灯轴向)移动的一端伸出灯头本体的伸缩装置332、2相对且有间隔的弹片334a;伸缩装置332上设有止位部件,通过该止位部件控制伸缩装置332移动的幅度(即伸缩装置332伸出灯头本体的幅度);伸缩装置332上设有伸缩杆335,伸缩杆335上述设有导电部件338;弹簧333套设于伸缩杆335,其一端固定在止位部件,另一端固定在固定部336。该灯头3正确的安装到灯座时,导电针301***到灯座(图未示);因受到灯座的挤压,伸缩装置332沿与导电针301***到灯座相反方向移动,导电部件338***弹片334a间,两弹片334a实现电气连接,实现导电针301与电源(图未示)的连接。
本实用新型实施例的LED日光灯的连两侧皆设置同样的灯头。这样极大的降低安装人员在安装LED日光灯时,因漏电流带来的伤害。同时满足安规认证的要求。
LED日光灯未安装到灯座的情况下,由于的弹簧的张力,实现电源(图未示)与导电针301断开。
上述方案中,2相对且有间隔的弹片334a大体呈八字状或喇叭状。弹片334a较佳的,选铜材质。
如图40E所示,为本实用新型另一实施例的一灯头结构的结构示意图。灯头3,包含:
灯头本体300、电源5、还有具有设置于灯头本体300顶端的导电针301、可沿导电针301方向(即LED日光灯轴向)移动的一端伸出灯头本体的伸缩装置332、一体成型呈开口状的弹片334a;伸缩装置332上设有止位部件,通过该止位部件控制伸缩装置332移动的幅度(即伸缩装置332伸出灯头本体的幅度);伸缩装置332上设有伸缩杆335,弹片334a设置于该伸缩杆335的端部,弹片334a的开口部朝向电源5方向,弹簧333套设于伸缩杆335,其一端固定在止位部件,另一端固定在电源5。该灯头3正确的安装到灯座时,导电针301***到灯座(图未示);因受到灯座的挤压,伸缩装置332沿与导电针301***到到灯座相反方向移动,弹片334a的开口部卡接到电源5上预设的连接部,实现导电针301与电源5的电气连接。LED日光灯未安装到灯座的情况下,由于的弹簧的张力,实现电源5与导电针301断开。
本实用新型实施例的LED日光灯的连两侧皆设置同样的灯头。这样极大的降低安装人员在安装LED日光灯时,因漏电流带来的伤害。同时满足安规认证的要求。
如图40F所示,为本实用新型另一实施例的一灯头结构的结构示意图。灯头3,包含:
灯头本体300、电源5、还有具有设置于灯头本体300顶端的导电针301、可沿导电针301方向(即LED日光灯轴向)移动的一端伸出灯头本体的伸缩装置332;伸缩装置332上设有止位部件,通过该止位部件控制伸缩装置332移动的幅度(即伸缩装置332伸出灯头本体的幅度);伸缩装置332上设有伸缩杆335,该伸缩杆335靠近电源5一侧中间部分采用镂空结构;电源5上设有簧片、该灯头3正确的安装到灯座时,导电针301***到灯座(图未示);使得伸缩杆的镂空结构钩住电源5上的簧片且伸缩杆的端部接触到电源5上的触点,实现导电针301与电源5的电气连接。LED日光灯未安装到灯座的情况下,由于的弹簧的张力,使得伸缩杆335的端部夹在电源5上的簧片与触点之间,实现电源5与导电针301断开。
本实用新型实施例的LED日光灯的连两侧皆设置同样的灯头。这样极大的降低安装人员在安装LED日光灯时,因漏电流带来的伤害。同时满足安规认证的要求。
上述方案中,伸缩杆335采用扁平的长条状结构,其中间部分采用镂空结构,LED日光灯未安装到灯座时,伸缩杆335的端部夹在簧片与触点之间,实现电源5与导电针301的物理断开。
上述方案中,设置在电源5上的簧片可设置成桥状,在桥面上设置朝向触点的簧片,通常情况下扁平的长条状的伸缩杆穿过桥拱,其端部夹在簧片与触点之间。从物理上断开电源 5与导电针301。
上述的方案中,伸缩装置332伸出灯头的长度不超过该灯头的导电针的长度。较佳的,伸缩装置332伸出灯头的长度为该灯头的导电针的长度的20%~95%。
本实用新型的一个实施例中,第二侧灯头3的长度尺寸较第一侧灯头3长度短。一般的,第二侧灯头3的长度尺寸为第一侧灯头3的长度尺寸的30%~80%。更佳的第二侧灯头3的长度尺寸为第一侧灯头3的长度尺寸的2/3。在本实施例中,第二侧灯头3的长度尺寸大致为第一侧灯头3的尺寸的一半。第一侧灯头3的尺寸介于15mm~65mm(具体视应用场合而定)。
值得注意的是,具有双层导电层的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,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导电层的可挠式电路板,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。
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组件设置在灯板上:即利用PEC(印刷电子电路,PEC:PrintedElectronic Circuits),技术将至少部分电子组件印刷或嵌入在灯板上。
本实用新型的一个实施例中,将电源模组的电子组件全部设置在灯板上。其制作过程如下:基板准备(可挠性印刷电路板准备)→喷印金属纳米油墨→喷印无源组件/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→喷印无源组件及有源器件(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组件。
上述的本实施例中,若将电源模组的电子组件全部设置在灯板上时,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灯头的设计。较佳的,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组件的影响。本实施例因减少焊接,提高电源模组的整体信赖性。
若将部分电子组件印刷在灯板上(如电阻,电容)时,而将大的器件如:电感,电解电容等电子组件设置在灯头内。灯板的制作过程同上。这样通过将部分电子组件,设置在灯板上,合理的布局电源模组,来优化灯头的设计。
配合图19及图20,短电路板253被区分成与长电路板251两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组件被分别设置于的短电路板253的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约略一致,也可以不一致。一般,第一短电路板(图19短电路板253的右侧电路板及图20的短电路板253的左侧电路板)的长度尺寸为第二短电路板的长度尺寸的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1/3~2/3。在本实施中,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介于15mm~65mm(具体视应用场合而定)。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直管灯的相对的另一端的灯头中。
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,在“灯板采用可挠式电路软板”、“电源具有长短电路板的组合件”、”等特征中,可以只包括其中的一个或多个技术特征。
此外,其中关于“灯板采用可挠式电路软板”的内容系可选自于包含有实施例中其相关技术特征的其中之一或其组合。
例如,在灯板采用可挠式电路软板中,所述可挠式电路软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软板与所述电源的输出端之间焊接。此外,所述可挠式电路软板包括一介电层与一线路层的堆栈;可挠式电路软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,在电源设计中,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透过黏接方式固定,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。
在双端电源的驱动架构,可以支持仅使用其中一端以做为单端电源的方式来接收外部驱动信号。
在直流信号做为外部驱动信号时,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单元,或双整流单元。双整流电路中的第一整流单元与第二整流单元分别与配置在LED直管灯的两端灯头的接脚耦接。单一整流单元可适用于单端电源的驱动架构,而双整流单元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单元时,可以适用于低频交流信号、高频交流信号、或直流信号的驱动环境。
在LED直管灯的接脚设计中,可以是双端各单接脚(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信号。
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模块的电流或/及电压来对应启动对应的过流或过压保护。
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组件(即,单一LED芯片,或多个不同颜色LED芯片组成的LED组)串,各LED组件串中的LED组件可以彼此连接而形成网状连接。
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 (12)

1.一种LED直管灯,适于安装于一灯座中使用,其特征在于包括:
一灯管;
两灯头,分别具有至少一接脚,且适于分别耦接该灯管的两端,所述两灯头的所述接脚系用以接收一外部驱动信号;
一第一整流电路,耦接所述两灯头其中之一灯头的所述接脚,系用以对所述外部驱动信号进行整流,以产生一整流后信号;
一第二整流电路,耦接所述两灯头其中另一灯头的所述接脚,系用以与所述第一整流电路同时对所述外部驱动信号进行整流;
一滤波电路,与所述第一整流电路及第二整流电路耦接,系用以对所述整流后信号进行滤波,以产生一滤波后信号;
一LED驱动模块,与所述滤波电路耦接,且被配置以接收所述滤波后信号以及产生一驱动信号,所述LED驱动模块包含一LED模块,且所述LED模块用以接收所述驱动信号而发光;以及
一侦测模块,系用以决定是否截止所述外部驱动信号流过所述LED直管灯,且所述侦测模块具有一第一侦测端以及一第二侦测端,所述第一侦测端耦接所述第一整流电路及/或第二整流电路,所述第二侦测端耦接所述滤波电路;
其中,当流经所述第一侦测端以及所述第二侦测端的一电流高于或等于安装设定电流时,所述侦测模块导通使所述LED直管灯操作于一导通状态;当流经所述第一侦测端以及所述第二侦测端的一电流低于所述安装设定电流时,所述侦测模块截止使所述LED直管灯进入一不导通状态。
2.根据权利要求1所述的LED直管灯,其特征在于,
所述侦测模块包含一开关电路、一检测脉冲发生模块、一检测结果锁存电路、以及一检测判定电路,其中所述检测判定电路耦接所述检测结果锁存电路、第一侦测端以及第二侦测端,且用以侦测所述第一侦测端以及第二侦测端之间的一信号,以将一检测结果信号传送至所述检测结果锁存电路;所述检测脉冲发生模块耦接所述检测结果锁存电路,且用以通知所述检测结果锁存电路锁存检测结果的时机点;所述检测结果锁存电路耦接所述开关电路,且适于根据所述检测结果信号锁存一检测结果,且将所述检测结果反映至所述开关电路;以及所述开关电路根据所述检测结果,决定在所述第一侦测端以及第二侦测端之间导通或截止。
3.根据权利要求2所述的LED直管灯,其特征在于,
所述检测脉冲发生模块包含:一第一电容器及一第二电容器、一第一电阻器及一第二电阻器 一第一缓冲器、一反向器、一二极管以及一或门;所述第一电阻器的一端耦接于所述反向器的一输入端,而另一端适于耦接于一驱动电压;所述第二电阻器的一端耦接于所述第一缓冲器的一输入端,而另一端适于耦接于一参考电位;所述二极管的负端也耦接所述第一缓冲器的所述输入端,且与所述第二电阻器并联连接;所述第一电容器的一端及所述第二电容器的一端共同耦接,所述共同耦接端适于耦接于一驱动电压,而所述第一电容器的另一端接所述反向器的所述输入端,而所述第二电容器的另一端则耦接所述第一缓冲器的所述输入端;所述反向器的一输出端及所述第一缓冲器的一输出端分别耦接所述或门的二输入端,而所述或门的一输出端耦接所述检测结果锁存电路。
4.根据权利要求3所述的LED直管灯,其特征在于,所述检测脉冲发生模块更包含一第三电容器、一第三电阻器、以及一第二缓冲器;其中所述第三电容器及第三电阻器的一连接点耦接所述第二缓冲器的一输入端,而所述第二缓冲器的一输出端耦接所述第一电容器及所述第二电容器的所述共同耦接端;所述第三电容器及第三电阻器在使用中串联于一驱动电压及一参考电位之间,且所述第三电容器、第三电阻器、以及第二缓冲器适于处理所述驱动电压以产生一输入脉冲信号于所述共同耦接端,所述输入脉冲信号之脉冲宽度等于一时间周期,且在所述时间周期结束起则输出一低电平于所述共同耦接端。
5.根据权利要求2所述的LED直管灯,其特征在于,所述检测判定电路经一开关耦接端以及所述开关电路耦接所述第一侦测端,且经一检测结果端耦接所述检测结果锁存电路,其中所述检测判定电路包含:一比较器以及一电阻器;所述比较器的反相端适于接收一参考电平信号,非反相端适于耦接所述开关耦接端且经所述电阻器接所述第二侦测端,而所述比较器的一输出端包含所述检测结果端。
6.根据权利要求5所述的LED直管灯,其特征在于,当所述第一侦测端以及第二侦测端之间的所述信号造成流经所述电阻器的一电流足以使在所述非反相端的电平高于所述参考电平信号的电平时,所述比较器产生高电平的所述检测结果信号并由所述检测结果端输出;而当所述第一侦测端以及第二侦测端之间的所述信号造成流经所述电阻器的一电流不足以使在所述非反相端的电平高于所述参考电平信号的电平时,所述比较器产生低电平的所述检测结果信号并由所述检测结果端输出。
7.根据权利要求2所述的LED直管灯,其特征在于,所述检测结果锁存电路经一检测结果端耦接所述检测判定电路,经一检测结果锁存端耦接所述开关电路,以及经一脉冲信号输出端耦接所述检测脉冲发生模块;其中所述检测结果锁存电路包含一D型触发器、一电阻器、以及一或门;所述D型触发器的一时脉输入端耦接所述检测结果端,一输入端(D)适于耦接一驱动电压,所述电阻器的一端耦接于所述D型触发器的一输出端(Q),而另一端适于耦接一参考电位;以及所述或门具有两输入端分别耦接所述脉冲信号输出端以及所述D型触发器的所述输出端(Q),以及具有一输出端耦接所述检测结果锁存端。
8.根据权利要求2所述的LED直管灯,其特征在于,所述开关电路耦接所述第一侦测端,经一检测结果锁存端耦接所述检测结果锁存电路,以及经一开关耦接端耦接所述检测判定电路;且所述开关电路包含一晶体管,所述晶体管耦接所述第一侦测端、所述检测结果锁存端、以及所述开关耦接端。
9.根据权利要求8所述的LED直管灯,其特征在于,当所述检测脉冲发生模块产生一脉冲信号时,所述晶体管将导通使所述检测判定电路进行检测以决定所述检测结果锁存电路于所述检测结果锁存端输出的一检测结果锁存信号为高电平或低电平;当所述检测结果锁存信号为高电平时,所述晶体管将导通而使所述第一侦测端以及第二侦测端之间导通;且当所述检测结果锁存信号为低电平时,所述晶体管将截止而使所述第一侦测端以及第二侦测端之间截止。
10.根据权利要求8所述的LED直管灯,其特征在于,所述晶体管包含一双载子接面晶体管作为一功率晶体管,所述双载子接面晶体管的集极耦接所述第一侦测端,基极耦接所述检测结果锁存端,而射极耦接所述开关耦接端。
11.根据权利要求2所述的LED直管灯,其特征在于,当所述LED直管灯的一端所述灯头***所述灯座而另一端所述灯头为浮接或电性接触人体时,所述检测判定电路输入低电平的所述检测结果信号到所述检测结果锁存电路,然后所述检测脉冲发生模块输出一低电平信号到所述检测结果锁存电路,使所述检测结果锁存电路输出低电平的一检测结果锁存信号以使所述开关电路截止,其中所述开关电路的截止使所述第一侦测端以及第二侦测端之间截止,亦即使所述LED直管灯进入一不导通状态。
12.根据权利要求2所述的LED直管灯,其特征在于,当所述LED直管灯的所述两灯头正确***所述灯座时,所述检测判定电路输入高电平的所述检测结果信号到所述检测结果锁存电路,使所述检测结果锁存电路输出高电平的一检测结果锁存信号以使所述开关电路导通,其中所述开关电路的导通使所述第一侦测端以及第二侦测端之间导通,亦即使所述LED直管灯操作于一导通状态。
CN201620214221.3U 2015-03-25 2016-03-21 一种led直管灯 Active CN206555763U (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201720777789.0U CN208107700U (zh) 2015-04-14 2016-03-21 一种led直管灯及led直管灯用灯头
CN201721224355.4U CN207990255U (zh) 2015-03-25 2016-03-21 一种led直管灯

Applications Claiming Priority (44)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510133689X 2015-03-25
CN201510133689 2015-03-25
CN2015101367968 2015-03-27
CN201510136796 2015-03-27
CN2015101738614 2015-04-14
CN201510173861 2015-04-14
CN201510193980 2015-04-22
CN2015101939806 2015-04-22
CN201510284720X 2015-05-29
CN201510284720 2015-05-29
CN2015103380276 2015-06-17
CN201510338027 2015-06-17
CN201510372375 2015-06-26
CN2015103723755 2015-06-26
CN2015103734923 2015-06-26
CN201510373492 2015-06-26
CN2015103783224 2015-06-29
CN201510378322 2015-06-29
CN201510406595 2015-07-10
CN2015104065955 2015-07-10
CN201510428680 2015-07-20
CN2015104286801 2015-07-20
CN2015104482205 2015-07-27
CN201510448220 2015-07-27
CN2015104829441 2015-08-07
CN201510482944 2015-08-07
CN2015104834755 2015-08-08
CN201510483475 2015-08-08
CN2015104861150 2015-08-08
CN201510486115 2015-08-08
CN201510499512 2015-08-14
CN2015104995121 2015-08-14
CN201510530110 2015-08-26
CN2015105301103 2015-08-26
CN201510555543 2015-09-02
CN2015105555434 2015-09-02
CN201510557717 2015-09-06
CN2015105577170 2015-09-06
CN2015105951737 2015-09-18
CN201510595173 2015-09-18
CN2015106451343 2015-10-08
CN201510645134 2015-10-08
CN201510680883X 2015-10-20
CN201510680883 2015-10-20

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201721224355.4U Division CN207990255U (zh) 2015-03-25 2016-03-21 一种led直管灯
CN201720777789.0U Division CN208107700U (zh) 2015-04-14 2016-03-21 一种led直管灯及led直管灯用灯头

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN206555763U true CN206555763U (zh) 2017-10-13

Family

ID=60368043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201620214221.3U Active CN206555763U (zh) 2015-03-25 2016-03-21 一种led直管灯

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN206555763U (zh)

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019062781A1 (en) * 2017-09-27 2019-04-04 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd LED TUBE LAMP
US10344921B2 (en) 2015-03-10 2019-07-09 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd. LED tube lamp and power supply module applicable thereto
US10378700B2 (en) 2014-09-28 2019-08-13 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd. LED tube lamp
US10448479B2 (en) 2015-04-14 2019-10-15 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd. LED tube lamp
US10502372B2 (en) 2015-03-10 2019-12-10 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd LED tube lamp
US10605415B2 (en) 2015-03-10 2020-03-31 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd. LED tube lamp
US10612731B2 (en) 2014-09-28 2020-04-07 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd. LED tube lamp
US10690299B2 (en) 2015-12-09 2020-06-23 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd. Method for driving LED tube lamp
CN111712013A (zh) * 2020-07-10 2020-09-25 陕西华晟智科电气有限公司 照明组件的保护装置,照明组件及其保护方法
US10890300B2 (en) 2015-03-10 2021-01-12 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd. LED tube lamp
US11112068B2 (en) 2014-09-28 2021-09-07 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd LED tube lamp
US11131431B2 (en) 2014-09-28 2021-09-28 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd LED tube lamp
US11441742B2 (en) 2015-12-09 2022-09-13 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd. LED tube lamp
US11519565B2 (en) 2015-03-10 2022-12-06 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd LED lamp and its power source module
US11543086B2 (en) 2015-03-10 2023-01-03 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd. LED tube lamp
US11672073B2 (en) 2019-01-02 2023-06-06 Signify Holding B.V. Lamp having a safety circuit, and a safety circuit for use in such lamps
US11686457B2 (en) 2014-09-28 2023-06-27 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd LED tube lamp
US11754232B2 (en) 2015-03-10 2023-09-12 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd. LED lamp and power source module thereof related applications

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11131431B2 (en) 2014-09-28 2021-09-28 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd LED tube lamp
US11649934B2 (en) 2014-09-28 2023-05-16 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd LED tube lamp
US11686457B2 (en) 2014-09-28 2023-06-27 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd LED tube lamp
US11519567B2 (en) 2014-09-28 2022-12-06 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd LED tube lamp
US11499682B2 (en) 2014-09-28 2022-11-15 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd. LED tube lamp and a power supply module thereof
US10378700B2 (en) 2014-09-28 2019-08-13 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd. LED tube lamp
US10612731B2 (en) 2014-09-28 2020-04-07 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd. LED tube lamp
US11112068B2 (en) 2014-09-28 2021-09-07 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd LED tube lamp
US10900620B2 (en) 2014-09-28 2021-01-26 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd LED tube lamp
US11226073B2 (en) 2015-03-10 2022-01-18 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd. Led tube lamp
US11698170B2 (en) 2015-03-10 2023-07-11 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd. LED tube lamp
US11519565B2 (en) 2015-03-10 2022-12-06 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd LED lamp and its power source module
US11841113B2 (en) 2015-03-10 2023-12-12 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd LED lamp and its power source module
US11754232B2 (en) 2015-03-10 2023-09-12 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd. LED lamp and power source module thereof related applications
US10890300B2 (en) 2015-03-10 2021-01-12 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd. LED tube lamp
US10502372B2 (en) 2015-03-10 2019-12-10 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd LED tube lamp
US10344921B2 (en) 2015-03-10 2019-07-09 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd. LED tube lamp and power supply module applicable thereto
US11543086B2 (en) 2015-03-10 2023-01-03 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd. LED tube lamp
US10605415B2 (en) 2015-03-10 2020-03-31 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd. LED tube lamp
US10448479B2 (en) 2015-04-14 2019-10-15 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd. LED tube lamp
US11441742B2 (en) 2015-12-09 2022-09-13 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd. LED tube lamp
US10690299B2 (en) 2015-12-09 2020-06-23 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd. Method for driving LED tube lamp
WO2019062781A1 (en) * 2017-09-27 2019-04-04 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd LED TUBE LAMP
US11672073B2 (en) 2019-01-02 2023-06-06 Signify Holding B.V. Lamp having a safety circuit, and a safety circuit for use in such lamps
CN111712013B (zh) * 2020-07-10 2023-11-07 陕西华晟智科电气有限公司 照明组件的保护装置,照明组件及其保护方法
CN111712013A (zh) * 2020-07-10 2020-09-25 陕西华晟智科电气有限公司 照明组件的保护装置,照明组件及其保护方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN206555763U (zh) 一种led直管灯
CN106015996A (zh) 一种led直管灯
JP3222952U (ja) Led直管ランプ
CN208107667U (zh) 一种led直管灯、镇流器旁路型led直管灯及直管灯***
CN205961494U (zh) Led直管灯
US9841174B2 (en) LED tube lamp
US9587817B2 (en) LED tube lamp
US9521718B2 (en) LED tube lamp having mode switching circuit
US9939140B2 (en) LED tube lamp
CN207124784U (zh) 一种安装侦测模块的电路以及led直管灯
US20170094736A1 (en) Dual-mode led tube lamp
GB2544211A (en) LED tube lamp
CN205584538U (zh) 一种led直管灯
CN209688551U (zh) Led灯管
CN206559673U (zh) Led直管灯
CN208623941U (zh) 一种电源模块以及led直管灯
CN205782139U (zh) Led直管灯
CN205491290U (zh) 一种led直管灯
CN207990255U (zh) 一种led直管灯
CN206413213U (zh) Led直管灯
CN206682650U (zh) Led照明装置
CN205579231U (zh) Led直管灯
CN205491287U (zh) 一种led直管灯
CN206559674U (zh) Led直管灯
CN209105475U (zh) Led灯

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant