使用交流電壓的發(fā)光二極管燈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種使用交流電壓的發(fā)光二極管燈。該發(fā)光二極管燈包括：一對第一管腳，其在電氣上彼此連接；一對第二管腳，其在電氣上彼此連接；發(fā)光二極管設(shè)備模塊，其具有一個或者更多發(fā)光二極管設(shè)備；二極管橋，其在電氣上連接到第一管腳和第二管腳，以便被經(jīng)由第一管腳和第二管腳施加外部交變電流并且將所施加的交變電流轉(zhuǎn)換為直流電流，并且該二極管橋被連接到發(fā)光二極管設(shè)備模塊的兩端以便將轉(zhuǎn)換后的直流電流提供給發(fā)光二極管設(shè)備模塊；以及一個或者更多電感器，其被提供在一對第一管腳和一對第二管腳中的至少一個與二極管橋之間。
【專利說明】使用交流電壓的發(fā)光二極管燈

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管燈，并且尤其涉及一種能夠通過直接連接到普通的交流電壓而無需使用操作傳統(tǒng)的發(fā)光二極管燈所需要并且非常昂貴的開關(guān)電源(SwitchingMode Power Supply, SMPS)來使用的發(fā)光二極管燈。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的熒光燈通常被施加90到1500V (峰值電壓)的交變電流來發(fā)光。另一方面，發(fā)光二極管(Light Emitting D1de, LED)燈是這樣的設(shè)備:其能夠取代這種傳統(tǒng)的熒光燈和高強(qiáng)度放電燈，并且通過將輸入到SMPS的高壓交變電流轉(zhuǎn)換為低于90V的直流電流以及將轉(zhuǎn)換的直流電流施加到LED燈來發(fā)光。同樣地，傳統(tǒng)的LED燈使用作為電源設(shè)備的SMPS來發(fā)光。
[0003]由于這種LED燈是使用直流電流的半導(dǎo)體，因此如果將施加給熒光燈的交變電流施加到LED燈，則在LED燈的使用壽命和操作中存在問題，并且如果將LED燈連接到操作熒光燈用的鎮(zhèn)流器(ballast)上，可能存在例如破裂、爆炸或者火災(zāi)的危險。為此，為了用LED燈取代熒光燈，傳統(tǒng)熒光燈用的鎮(zhèn)流器通常被LED燈用的SMPS所取代。因此，發(fā)生了用于取代工作的費(fèi)用并且使用了昂貴的SMPS，整體費(fèi)用增加。
[0004]為了解決這一問題，有必要在不使用昂貴的SMPS的前提下使用90到250V交變電流點(diǎn)亮LED燈。
[0005]為了驅(qū)動發(fā)光二極管，傳統(tǒng)LED燈采用了用于將低壓(通常在AC 12?24V)交變電流或者直流電流(低于90V的DC)轉(zhuǎn)換成恒定電流的技術(shù)。例如，已知有將AC電壓轉(zhuǎn)換成DC電壓的方法，該方法使用二極管橋并且在發(fā)光二極管設(shè)備的前端增加電流調(diào)節(jié)二極管(Current Regulating D1de, CRD)或者電阻來使發(fā)光二極管設(shè)備發(fā)光。這種方法能夠有利地用于AC 12到24V的相對較低電壓范圍的發(fā)光二極管燈，例如，使用12V電池的車用發(fā)光設(shè)備。
[0006]然而，在電壓最小值高于AC 90V的情況下，在室內(nèi)或者辦公室內(nèi)用的LED燈可能會損壞或者爆炸，并且還可能存在閃爍(flickering)的問題。
[0007]正在開發(fā)解決了這些問題并且能夠使用高于90V的交變電流來操作LED燈的電路。例如，如果施加了高于AC 90V的高電壓，則二極管橋?qū)⒔蛔冸娏鬓D(zhuǎn)換為直流電流以及恒定電流經(jīng)由使用晶體管的恒流電路生成，并且將所生成的恒定電流施加給LED設(shè)備。
[0008]然而，使用這種電路的LED燈作為排除了昂貴的SMPS的技術(shù)是有用的，但是由于它存在某些問題而很難被實(shí)際應(yīng)用。
[0009]首先，當(dāng)電壓在AC 90到120V之間變動時，輸出電流(晶體管恒流電路的輸出)波動很大，使得施加到LED設(shè)備的電流會響應(yīng)于電壓變化而快速變化，很難確保LED設(shè)備的可信度并且其問題在于耗電量根據(jù)所施加電壓的情況而改變。此外，存在LED燈在大約50Hz的頻率范圍內(nèi)在非常短的時間內(nèi)重復(fù)打開(ON)和關(guān)閉(OFF)的閃爍現(xiàn)象，因此在這種情況下LED燈的用戶會感覺到眩暈或者視力疲勞。為此，很難實(shí)際應(yīng)用它。
[0010]其次，由于它不具有用于補(bǔ)償功率因數(shù)的電路，因此其功率因數(shù)和光效率很差，并且由于用于產(chǎn)生恒定電流的方法不穩(wěn)定使得盡管在特定環(huán)境中(AC 220V中)將LED燈構(gòu)造為耗電量20W的水平，然而在施加了 AC 225V的情況下耗電量會變成27W以上，因此LED燈可能會損壞。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]技術(shù)問題
[0012]提出本發(fā)明是為了要提供一種發(fā)光二極管燈，其中，用于LED的昂貴的SMPS能夠被排除，該發(fā)光二極管燈能夠被穩(wěn)定地并且容易地用于AC 90V以上，在50Hz頻率的情況下閃爍現(xiàn)象能夠被最小化，并且該發(fā)光二極管燈具有這樣的電路:其能夠防止使用高電壓(高于AC 90V)交變電流的LED燈的使用壽命的下降、故障、耗電量的增加、安全事故等等問題。
[0013]具體地，提出本發(fā)明是為了提供一種發(fā)光二極管燈，該發(fā)光二極管燈能夠利用使用較高的AC 90V交變電流的傳統(tǒng)熒光燈用的鎮(zhèn)流器來使用，并且能夠在不需要傳統(tǒng)熒光燈用鎮(zhèn)流器的前提下直接用于100到250V交變電流。因此，能夠通過僅替換LED燈而不需要額外的工作來執(zhí)行用LED燈取代傳統(tǒng)發(fā)光設(shè)備的工作，并且同時如果傳統(tǒng)的熒光燈的鎮(zhèn)流器使用壽命期滿，則只要移除鎮(zhèn)流器而LED燈能夠保持下來用于交變電流源。
[0014]技術(shù)方案
[0015]根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施例的發(fā)光二極管燈包括:一對第一管腳，其在電氣上彼此連接；一對第二管腳，其電氣上彼此連接；發(fā)光二極管設(shè)備模塊，其具有一個或者更多發(fā)光二極管設(shè)備；二極管橋，其電氣上連接到第一管腳和第二管腳，以便經(jīng)由第一管腳和第二管腳被施加外部交變電流以及將所施加的交變電流轉(zhuǎn)換成直流電流，并且該二極管橋被連接到發(fā)光二極管設(shè)備模塊的兩端以便將轉(zhuǎn)換后的直流電流提供給發(fā)光二極管設(shè)備模塊；以及一個或者多個電感器，其被布置在一對第一管腳和一對第二管腳中的至少一個與二極管橋之間。
[0016]一個或者多個電感器可以包括在電氣上分別連接到一對第一管腳和二極管橋的第一電感器；以及在電氣上分別連接到一對第二管腳和二極管橋的第二電感器。
[0017]發(fā)光二極管燈可以進(jìn)一步包括被并聯(lián)到發(fā)光二極管設(shè)備模塊上的電容器。
[0018]發(fā)光二極管燈可以進(jìn)一步包括被并聯(lián)到發(fā)光二極管設(shè)備模塊上的過電壓阻斷元件。
[0019]發(fā)光二極管燈可以進(jìn)一步包括被連接到發(fā)光二極管設(shè)備模塊上的熔斷器。
[0020]發(fā)光二極管燈可以進(jìn)一步包括被分別連接到一對第一管腳和一對第二管腳上的鎮(zhèn)流器。
[0021]發(fā)光二極管燈可以進(jìn)一步包括一對基板，一對第一管腳和一對第二管腳被分別連接到這一對基板上，并且鎮(zhèn)流器可以被安裝在這一對基板的其中一個上。
[0022]發(fā)光二極管燈可以進(jìn)一步包括印刷電路板，發(fā)光二極管設(shè)備模塊被安裝在印刷電路板上，并且鎮(zhèn)流器可以被安裝在印刷電路板上。
[0023]有益效果
[0024]根據(jù)本發(fā)明，能夠在沒有鎮(zhèn)流器的前提下通過將LED燈直接連接到100到250V的交變電流來使用，以便能夠排除用于LED燈的昂貴的SMPS。
[0025]此外，由于LED燈是與熒光燈的鎮(zhèn)流器分別制造的并且提供了多種保護(hù)功能，因此LED燈能夠通過直接連接到傳統(tǒng)熒光燈的鎮(zhèn)流器上使用，并且能夠被直接連接到100到250V交變電流上使用，以便能夠排除用于LED燈的昂貴的SMPS。
[0026]此外，由于能夠防止或者最小化頻率50Hz情況下的閃爍現(xiàn)象，因此能夠提供具有這種電路的LED燈:該電路能夠防止使用高壓(例如，高于AC 90V)交變電流的LED燈的使用壽命下降、故障、耗電量增加、安全事故等等問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)光二極管燈的電路圖。
[0028]圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)光二極管燈被實(shí)現(xiàn)為一種熒光燈的示例的圖示。
[0029]<附圖標(biāo)記說明>
[0030]11:第一管腳
[0031]13:第二管腳
[0032]21:第一電感器
[0033]23:第二電感器
[0034]30:發(fā)光二極管設(shè)備模塊
[0035]40: 二極管橋
[0036]50:電容器
[0037]60:過電壓阻斷元件
[0038]70:熔斷器
[0039]100:透光罩
[0040]200:基板
[0041]300:印刷電路板
[0042]400:熱輻射組件
[0043]610:接線端子

【具體實(shí)施方式】
[0044]下面將結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。
[0045]提供有一對第一管腳11和一對第二管腳13。例如，如圖2中示例地示出的，如果根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)光二極管燈被實(shí)現(xiàn)為一種熒光燈，則分別被耦接到透光罩100兩端的第一管腳11和第二管腳13可以被提供為分別從基板200突出。
[0046]此時，一對第一管腳11在電氣上彼此連接，并且類似地，一對第二管腳13也在電氣上彼此連接。
[0047]一個或者更多電感器21和23可以被布置在一對第一管腳11和一對第二管腳13中的至少一個與發(fā)光二極管設(shè)備模塊30之間。例如，參考圖1，第一電感器21在電氣上連接到在電氣上彼此連接的一對第一管腳11，并且第二電感器23在電氣上連接到在電氣上彼此連接的一對第二管腳13。盡管在圖1中提供了兩個電感器21和23，然而可以省略他們中的一個并且其位置也可以改變。
[0048]發(fā)光二極管設(shè)備模塊30包括一個或者更多發(fā)光二極管設(shè)備31。發(fā)光二極管設(shè)備31可以是通過被施加直流電流而發(fā)光的傳統(tǒng)的發(fā)光二極管設(shè)備。
[0049]二極管橋40被分別連接到第一電感器21和第二電感器23，以便經(jīng)由第一管腳11和第二管腳13對二極管橋40施加交變電流。此外，二極管橋40被連接到發(fā)光二極管設(shè)備模塊30的兩端，以便經(jīng)由第一電感器21和第二電感器23施加的交變電流被整流成直流電流類型并且隨后被提供給發(fā)光二極管設(shè)備模塊30。也就是說，二極管橋40在電氣上分別連接到第一和第二電感器21和23以及發(fā)光二極管設(shè)備模塊30，并且將經(jīng)由第一和第二管腳11和13施加的外部交變電流整流成直流電流類型，并且隨后將該直流電流提供給發(fā)光二極管設(shè)備模塊30。此外，除了起到將交變電流轉(zhuǎn)換為直流電流的作用外，二極管橋40還起到將交變電流轉(zhuǎn)換為非極性的作用。經(jīng)由二極管橋40提供的直流電流操作發(fā)光二極管設(shè)備41來發(fā)光。
[0050]在本領(lǐng)域中已知的是，二極管橋40可以由四個整流二極管D1、D2、D3和D4形成，并且將省略對二極管橋40的操作的描述。盡管在附圖中示出的是兩個整流二極管Dl和D2被布置在接近第一管腳11的一側(cè)而另兩個整流二極管D3和D4被布置在接近第二管腳13的一側(cè)，然而四個整流二極管Dl、D2、D3和D4彼此連接以形成一個二極管橋40。
[0051]通過這些配置，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)光二極管燈能夠被直接連接到交流電壓(例如90到250V的交流電壓)使用，而不需要使用昂貴的SMPS。
[0052]同時，如圖1中所示，電容器50可以被并聯(lián)連接到發(fā)光二極管設(shè)備模塊30。電容器50被并聯(lián)連接到發(fā)光二極管設(shè)備模塊30的輸入端子和輸出端子上，以起到防止發(fā)光二極管燈閃爍的作用。
[0053]上述電感器21和23可以起到補(bǔ)償電壓與電流的相位差增大的作用，這種相位差增大是由于提供了用于防止發(fā)光二極管燈閃爍的電容器50而使得發(fā)光二極管燈的功率因數(shù)劣化而造成的。此外，電感器21和23還可以起到將過電流穩(wěn)定為恒定電流以使得電路穩(wěn)定的作用。
[0054]同時，過電壓阻斷元件60可以被并聯(lián)連接到發(fā)光二極管設(shè)備模塊30。過電壓阻斷元件60阻斷大的異常電壓被施加到發(fā)光二極管設(shè)備模塊30上，以便保護(hù)發(fā)光二極管設(shè)備31，并且可以被實(shí)現(xiàn)為TVS 二極管、齊納二極管、壓敏電阻等等。例如，如果發(fā)生了非常高的異常電壓，通過過電壓阻斷元件60旁通異常電壓而不將異常電壓施加到發(fā)光二極管設(shè)備模塊30上，使得能夠保護(hù)發(fā)光二極管設(shè)備31。
[0055]熔斷器70可以被連接到發(fā)光二極管設(shè)備模塊30上。熔斷器70是用于保護(hù)發(fā)光二極管設(shè)備模塊30的電路穩(wěn)定元件，并且如果與過電壓阻斷元件60 —起提供，在過電壓阻斷元件60損壞的情況下，熔斷器70能夠隨后保護(hù)發(fā)光二極管設(shè)備模塊30。
[0056]將根據(jù)圖2詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)光二極管燈的具體配置。
[0057]如圖2中所示，發(fā)光二極管燈可以具有傳統(tǒng)熒光燈的形狀，并且可以在透光罩100的兩端分別提供基板200，并且一對第一管腳11和一對第二管腳13被分別提供給兩個基板200。
[0058]發(fā)光二極管設(shè)備31可以被安裝在印刷電路板300上，并且電感器21和23、二極管橋40、電容器50、過電壓阻斷元件60、熔斷器70等等也可以被安裝在印刷電路板300上。此外，熱輻射組件400可以被耦接到透光罩100的后部，并且印刷電路板300被連接到熱輻射組件400上以便于發(fā)光二極管設(shè)備31中產(chǎn)生的熱量能夠被有效地輻射。
[0059]用于電氣連接第一管腳11的接線端子610可以被提供在印刷電路板300的一端。同時，圖中未示出的是，用于電氣連接第二管腳13的接線端子可以被提供在印刷電路板300的另一端。
[0060]如圖2中所示的具有傳統(tǒng)熒光燈形狀的發(fā)光二極管燈能夠被直接連接到交變電流源來使用。
[0061]同時，參考圖1，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)光二極管燈可以進(jìn)一步包括鎮(zhèn)流器80。鎮(zhèn)流器80的四個端子可以被分別連接到一對第一管腳11和一對第二管腳13。此時，圖中未示出的是，可以將鎮(zhèn)流器80安裝在基板200或者印刷電路板300的兩者之一上。
[0062]由于將鎮(zhèn)流器80集成地提供給發(fā)光二極管燈，因此發(fā)光二極管能夠像傳統(tǒng)的熒光燈一樣，被直接連接到交變電流源來使用而無需SMPS。
[0063]盡管已經(jīng)與被視為實(shí)際示例的實(shí)施例一起描述了本發(fā)明，可以理解的是本發(fā)明并不限于所公開的實(shí)施例，而是相反地，意在涵蓋包括在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種變形例和等效設(shè)置。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)光二極管燈，包括: 一對第一管腳，其在電氣上彼此連接； 一對第二管腳，其在電氣上彼此連接； 發(fā)光二極管設(shè)備模塊，其具有一個或者更多發(fā)光二極管設(shè)備； 二極管橋，其在電氣上連接到第一管腳和第二管腳，以便被經(jīng)由第一管腳和第二管腳施加外部交變電流并且將所施加的交變電流轉(zhuǎn)換為直流電流，并且所述二極管橋被連接到所述發(fā)光二極管設(shè)備模塊的兩端，以便將轉(zhuǎn)換后的直流電流提供給所述發(fā)光二極管設(shè)備模塊；以及 一個或者更多電感器，其被提供在一對第一管腳和一對第二管腳中的至少一個與所述二極管橋之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管燈，其中一個或者更多電感器包括第一電感器，其在電氣上被分別連接到所述一對第一管腳和所述二極管橋；以及第二電感器，其在電氣上被分別連接到所述一對第二管腳和所述二極管橋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管燈，還包括電容器，所述電容器被并聯(lián)連接到所述發(fā)光二極管設(shè)備模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管燈，還包括過電壓阻斷元件，所述過電壓阻斷元件被并聯(lián)連接到所述發(fā)光二極管設(shè)備模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管燈，還包括熔斷器，所述熔斷器被連接到所述發(fā)光二極管設(shè)備模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管燈，還包括鎮(zhèn)流器，所述鎮(zhèn)流器被分別連接到一對第一管腳和一對第二管腳。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管燈，還包括一對基板，一對第一管腳和一對第二管腳分別連接到所述一對基板，并且所述鎮(zhèn)流器安裝在所述一對基板的其中一個上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管燈，還包括印刷電路板，所述發(fā)光二極管設(shè)備模塊安裝在所述印刷電路板上，并且所述鎮(zhèn)流器安裝在所述印刷電路板上。
【文檔編號】H05B37/02GK104427726SQ201410444588
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月4日
【發(fā)明者】金河哲, 鄭和均 申請人:綠彌利奇株式會社