雙模式操作led燈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及的LED燈采用雙模式操作，可以通過熒光燈架連接輸電電力或通過與 燈架相連的電子鎮(zhèn)流器提供電力。
【背景技術(shù)】
[0002] -種傳統(tǒng)的細長型LED (發(fā)光二極管）燈的線路重新配置后，可以改造成現(xiàn)有的熒 光燈具，以便直接為LED燈提供主電源。經(jīng)"改造"后的LED燈，通常是從燈一端的一對電 源引腳輸送電力，在燈的另一端有一對接線插腳，它們不是用來輸送電力的，而是為燈提 供機械支持。上文所述通過燈一端的電源引腳進行供電的設(shè)計，有助于減少安裝人員在燈 的安裝過程中，因遭到主電流電擊產(chǎn)生的潛在生命威脅。
[0003] 第二種傳統(tǒng)的將細長型LED燈改造成現(xiàn)有的熒光燈具的方法，不必重新配置燈具 的線路，只需使用熒光燈電子鎮(zhèn)流器即可實現(xiàn)。在有熒光燈的情況下，LED改裝燈從燈的兩 端（即相反的兩端）的電源引腳獲得電力。這種改裝燈的代表類型的是Park發(fā)明的專利 號為US 8, 089, 213 B2的產(chǎn)品。Park LED燈通過將現(xiàn)有的熒光燈鎮(zhèn)流器與熒光燈燈架相 連接，進行單模式操作。在該專利的在第4欄的第26 - 30行，Park指出了使用其圖1中的 電容器Cll -C14 "控制熒光燈鎮(zhèn)流器串聯(lián)諧振電路的電容"。由于Park熒光燈鎮(zhèn)流器的頻 率高達50千赫（第8欄的第58行及11欄的第4行），電容器Cll -C14也必須有一個高阻 抗，其電源頻率為50或60赫茲。這樣，電容器Cll - C14就能夠有效地減少電流的頻率， 防止因不小心將LED改裝燈與熒光燈鎮(zhèn)流器直接連接到主電源上，而造成潛在的致命電擊 事故。
[0004] 燈具設(shè)計師們認為是時候生產(chǎn)出一種雙模式操作的LED改造燈了，它可以將現(xiàn) 有熒光燈鎮(zhèn)流器與熒光燈具連接，也可直接與電力線連接。鐘等人研制的美國專利號為 US8, 575, 856B2的產(chǎn)品為一款雙模式操作LED燈。然而，無論是通過交流電源還是現(xiàn)有的熒 光燈電子鎮(zhèn)流器供電，它都是使用了一個單一的主電路為燈中的LED供電。與單純通過交 流電源，或熒光燈電子鎮(zhèn)流器供電相比，這種作法降低了燈具的潛在能源效率和穩(wěn)定性。
[0005] 鐘等人研制的LED燈也有缺陷，當燈具直接連接到電力線上時，它無法緩解潛在 的致命電擊危險。這是因為在交流電源工作的狀態(tài)下，LED燈使用的電力與熒光燈電子鎮(zhèn) 流器在相同的電路上。所以就會有潛在的電擊危險，即在安裝燈具過程中，對安裝人員的生 命造成威脅。
[0006] 因此，我們要設(shè)計的LED改造燈要采用雙模式操作，既可以將現(xiàn)有的熒光燈電子 鎮(zhèn)流器與熒光燈具連接，也可以高效和穩(wěn)定的直接通過電力線路實現(xiàn)供電。同時，在燈的 配置方面，還充分考慮了如何規(guī)避把燈裝在燈具上與電力線的電源直接連接時所產(chǎn)生的潛 在性致命電擊危險。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明結(jié)合了 LED改造燈的雙模式操作。在第一種模式中，LED改造燈接收來自 熒光燈燈架的電力；另一個，在第二個模式中，LED改造燈通過熒光燈燈架的電子鎮(zhèn)流器獲 得電力。在第一模式下，LED燈通過燈一端的一對電源引腳獲取電力。在第二模式下，LED 燈通過與燈具連接的熒光燈電子鎮(zhèn)流器獲取電力。上述雙模式操作分別通過第一和第二電 路支持第一和第二操作模式的運行。第一和第二電路共享一個LED燈電源引腳且通常為相 同的發(fā)光二極管提供電力，第一和第二電路可以通過新型的傳導(dǎo)控制模式進行電隔離。
[0008] 在一種方式下，本發(fā)明提供的雙模式操作LED燈，通過熒光燈燈架與輸電電力連 接提供電力，或者通過電子鎮(zhèn)流器以鎮(zhèn)流器頻率提供交流電源。該LED燈有一個細長的 外殼，外殼的殼體有兩端。第一端配置了第一和第二電源引腳。第二端配置了第三電源引 腳。第一電路為第一種模式的至少一個LED燈提供主要電力，并沿著殼體的外緣提供外部 光線。當LED燈裝入到熒光燈燈架上（架上的電源接觸點可接收第一和第二電源引腳的電 力），且與電力線直接連接時，第一個模式發(fā)生，且電源供電的頻率遠低于上文所述的鎮(zhèn)流 器頻率。第一個電路限定第一種模式下至少一個LED燈的電流供應(yīng)。第二個電路為第二種 模式下的至少一個LED燈提供主要電力，并沿著殼體的外緣提供外部光線。當LED燈裝入 到熒光燈燈架上（燈架上的電源觸點可接收第二和第三電源引腳的電力）時，第二個模式 發(fā)生，LED燈的另一相對端與電子鎮(zhèn)流器連接接收電力。第二電路中包含的整流電路接收 第二和第三電源引腳的電力。第一傳導(dǎo)控制構(gòu)件是串聯(lián)在第二電源引腳與整流電路之間， 當?shù)诙偷谌娫匆_在燈的另一端與電子鎮(zhèn)流器連接時，保證第二電路在第二種模式下 向至少一個LED燈輸送電力。第二傳導(dǎo)控制構(gòu)件是串聯(lián)在第三電源引腳和整流電路之間， 當?shù)诙偷谌娫匆_在燈的另一相對端與電子鎮(zhèn)流器連接時，保證第二電路在第二種模 式下向至少一個LED燈輸送電力。
[0009] 在某些具體的情況下，至少有一個LED燈可以在第一模式下供電，以及至少一個 LED燈可以在第二模式供電，它們至少有一個共同的LED燈。在其它情況下，至少有一個LED 燈可以在第一模式下供電，以及至少一個LED燈可以在第二模式供電，但它們沒有共同的 LED 燈。
[0010] 上述的LED燈可以改造成現(xiàn)有的熒光燈架，具備雙模式操作，既可以將現(xiàn)有的熒 光燈電子鎮(zhèn)流器與燈具連接，或可以直接通過電力線獲得電力。其優(yōu)點是，當把燈安裝到燈 具上直接與電力線連接獲取供電時，LED燈配置可以減輕致命電擊所帶來的潛在危險。該 燈的發(fā)明配置中也為避免安裝人員遭受電擊提供了額外的防范措施。
[0011] 此外，上述LED燈的操作比使用更為有效，正如多種現(xiàn)有參考資料所講的，單一的 主電路可以感應(yīng)燈具裝置是通過電子鎮(zhèn)流器供電還是直接通過電力線取電，并為LED燈提 供適合的電力。根據(jù)上文所總結(jié)的，本發(fā)明使用的不是一個主電路，而是通過第一和第二電 路獲得電力線接電或現(xiàn)有熒光燈鎮(zhèn)流器的供電。這種方法消除了使用有源LED驅(qū)動主電路 時，通過現(xiàn)有熒光燈鎮(zhèn)流器進行再處理產(chǎn)生的能量損失。采用這種方法，通常第二電路只需 要幾個無源元件，如二極管整流電路和一個或多個電容器，節(jié)省了成本。
【附圖說明】
[0012] 通過閱讀下文詳細描述及圖紙（其中相應(yīng)的元件有相應(yīng)的參考編號），將很容易 看出本發(fā)明的進一步特征及優(yōu)點：
[0013] 圖1為電氣原理圖，局部為模塊圖，按照本發(fā)明的闡述，該原理圖為熒光燈燈架向 LED燈的電源引腳直接提供電力的示意圖。
[0014] 圖2與圖1類似，但為熒光燈燈架的四個電源觸點提供電力的示意圖。
[0015] 圖3與圖4為電氣原理圖，局部為模塊圖，按照本發(fā)明的闡述，該原理圖為熒光燈 燈架包括各自類型的熒光燈電子鎮(zhèn)流器和LED燈的示意圖。
[0016] 圖5是圖1-4所不LED燈電路的電氣原理圖。
[0017] 圖6和圖7為圖5所示排列LED燈的首選LED電路的電氣原理圖。
[0018] 圖8與圖5類似，但圖5不包括采用一個通過第二電路與第一和第二傳導(dǎo)控制構(gòu) 件之間且操作頻率為鎮(zhèn)流器頻率的隔離變壓器。
[0019] 圖9與圖8類似，但圖8不包括采用一個通過第二電路與第一和第二傳導(dǎo)控制構(gòu) 件之間且操作頻率為鎮(zhèn)流器頻率的自耦變壓器。
[0020] 圖10是LED電源的電氣原理圖，包括電力輸入和輸出之間的高頻隔離變壓器。
[0021] 圖11是LED電源的電氣原理圖，不包括隔離電力輸入和輸出的部件。
[0022] 圖12、13和14為圖1-4所示在LED燈內(nèi)電路的電氣原理圖，可以作為圖5的另一 種選擇。
[0023] 圖15部分為透視示意圖，部分為電氣原理圖，展示了 LED燈電擊風(fēng)險測試的布置。
[0024] 圖16以表格形式展示了圖5及圖12-14所示傳導(dǎo)控制構(gòu)件的替代實施例的各種 電氣原理圖，并為這些實施例提供了其他限定條件。
【具體實施方式】
[0025] 詳細描述中提及的例子和圖紙僅為舉例用，并不對任何專利范圍或解釋構(gòu)成限 制。 定義
[0026] 在此規(guī)范和附加權(quán)利要求中，以下定義可適用：
[0027] "有源元件"指的是一個可控的電子元件，可以以電壓或電流方式向含有有源元件 的電路供應(yīng)可控制的能量。例如，晶體管。
[0028] "有源電路"指的是一種電路，它通過一個含有反饋及有效元件的控制回路，限制 負載電流。
[0029] "無源元件"指的是一個電氣組件，它無法以電壓或電流的形式向包含無源元件的 電路提供外部可控能量。無源元件的例子有整流二極管、LED二極管、電阻、電容、電感和操 作頻率為50或60赫茲的磁鎮(zhèn)流器。
[0030] "無源電路"指的是一種電路，不包括這里所定義的有源元件。
[0031] "熒光燈電子鎮(zhèn)流器"或類似裝置指的是一種瞬時啟動的鎮(zhèn)流器，快速啟動的鎮(zhèn)流 器，程序啟動的鎮(zhèn)流器等其他使用開關(guān)型電源實現(xiàn)熒光燈限流的鎮(zhèn)流器。"熒光燈電子鎮(zhèn)流 器"不包括所謂的磁性鎮(zhèn)流器。
[0032] "電力線"指的是將交流或直流電提供給終端用戶的導(dǎo)體。提供的交流電的頻率通 常在50到60赫茲之間，通常用的有效值電壓為100至344伏。特殊的電力線提供的電源 為400赫茲。此處電力線頻率為零對應(yīng)的為直流電源。
[0033] 用于此處的"隔離"變壓器，并非將匝數(shù)比限制在1 :1。
[0034] 其他定義見下文對"傳導(dǎo)控制構(gòu)件"及術(shù)語"允許"的舉例描述。 熒光燈燈架
[0035] 圖1顯示了細長型LED燈102的標準熒光燈燈架100。熒光燈燈架100分別通過 電源接觸點105和107從電源109向第一和第二電源引腳104和106提供電力。電源接觸 點125和127未連接而無法接收主電源，分別接插第三和第四電源引腳124和126對其進 行機械支持。第一電路110包括LED供電模塊，電力電源109提供的用于驅(qū)動LED燈102 中LED300的電力，例如可以限制通向LED的電流。LED燈102也包括第二電路140,在圖1 中未使用是因為第二電路140是為了從熒光燈電子鎮(zhèn)流器獲取電力，圖1中沒有使用鎮(zhèn)流 器。
[0036] 電源109可能為一個交流源，其通用的電源頻率為50或60赫茲或400赫茲。電 源109也可能是一個直流電源，在這種情況下，電源頻率被認為是零。
[0037] 再看圖1，本次申請保護的發(fā)明考慮LED燈102-端的第一和第二電源引腳和另一 端的第三電源引腳124。如圖1所示，第一電源引腳106與第三電源引腳124出現(xiàn)軸向移 位，這一點并不重要；他們彼此也可以軸向?qū)R。LED燈102的第二電路140未用于圖2,是 因為第二電路140是為了從熒光燈電子鎮(zhèn)流器獲取電力，在圖2中沒有使用該鎮(zhèn)流器。
[0038] 圖2與圖1類似，展示標準熒光燈燈架115通過電源109向LED燈102的四個電 源引腳104、106、124和126提供電力。電力線分別通過熒光燈燈架115的電源接觸點125 和127向第三和第四電源引腳124和126輸送電力。第一電路110包括一個LED電