發光二極管燈管及應急照明燈裝置的制造方法

發光二極管燈管及應急照明燈裝置的制造方法
【專利說明】
[0001] 本申請要求2014年9月28日提交中國專利局、申請號為201410507660. 9、發明名 稱為"一種LED日光燈"的中國專利申請的優先權，其全部內容通過引用結合在本申請中。
[0002] 本申請要求2014年9月28日提交中國專利局、申請號為201410508899. 8、發明名 稱為"一種焊泥粉固化方法"的中國專利申請的優先權，其全部內容通過引用結合在本申請 中。
[0003] 本申請要求2014年11月6日提交中國專利局、申請號為201410623355. 6、發明名 稱為"一種LED日光燈"的中國專利申請的優先權，其全部內容通過引用結合在本申請中。
[0004] 本申請要求2014年12月5日提交中國專利局、申請號為201410734425. 5、發明名 稱為"LED日光燈"的中國專利申請的優先權，其全部內容通過引用結合在本申請中。
[0005] 本申請要求2015年2月12日提交中國專利局、申請號為201510075925. 7、發明名 稱為"LED日光燈"的中國專利申請的優先權，其全部內容通過引用結合在本申請中。
[0006] 本申請要求2015年3月10日提交中國專利局、申請號為201510104823. 3、發明名 稱為"發光二極管燈管及鎮流偵測電路"的中國專利申請的優先權，其全部內容通過引用結 合在本申請中。
[0007] 本申請要求2015年3月25日提交中國專利局、申請號為201510133689. X、發明名 稱為"一種發光二極管燈管"的中國專利申請的優先權，其全部內容通過引用結合在本申請 中。
[0008] 本申請要求2015年3月27日提交中國專利局、申請號為201510136796. 8、發明名 稱為"LED日光燈的制造方法"的中國專利申請的優先權，其全部內容通過引用結合在本申 請中。
[0009] 本申請要求2015年4月3日提交中國專利局、申請號為201510155807. 7、發明名 稱為"一種發光二極管燈管"的中國專利申請的優先權，其全部內容通過引用結合在本申請 中。
[0010] 本申請要求2015年6月29日提交中國專利局、申請號為201510378322. 4、發明名 稱為"一種LED日光燈"的中國專利申請的優先權，其全部內容通過引用結合在本申請中
技術領域
[0011] 本發明涉及一種電子技術領域，尤其涉及一種發光二極管燈管。
【背景技術】
[0012] 現行的照明裝置中，大部分仍利用熒光燈管作為發光單元。而發光二極管 (Light-Emitting Diode，LED)具有高亮度、省電及環保等優點，隨著時代的演進，也逐漸地 被應用于各式照明裝置中。
[0013] 目前市面上的發光二極管（即LED燈）取代現行的照明裝置即取代熒光燈管的方 式主要有兩種。一為鎮流器兼容型發光二極管燈管（T-LED lamp)(在本說明書，兼容系指 可以應用于此應用情況），可以接收鎮流器所產生的高頻交流訊號（一般為數十kHz)而發 光，因此在不改變原有照明裝置的線路的基礎上，發光二極管燈管直接能替換傳統的熒光 燈管。另一為鎮流旁路型（Ballast by-pass)發光二極管燈管，可以接收市電所產生的低 頻交流訊號（一般為50或60Hz)而發光但無法接收鎮流器所產生的高頻交流訊號而發光， 故電路上必須移除傳統的鎮流器，而直接將市電接到發光二極管燈管。
[0014] 現在市場上的發光二極管燈管不是鎮流器兼容型，就是鎮流旁路型。不僅制造商 需區別生產，增加了生產及庫存管理的麻煩，對于終端使用者，購買時也須有能力辨識，也 增加了使用及安裝上的困擾及迷惑。再者，發光二極管無法對應不同的驅動電源切換至適 當的驅動模式，用戶無法確認是驅動電源部分或發光二極管部分有異常。對于應急燈設備 的照明，應急照明燈應可以轉入應急工作狀態時，由應急電源提供時的供電，然而，應急電 源一般為直流電源，現在的發光二極管燈管無法進一步兼容直流電源的供電而無法正常運 作。

【發明內容】

[0015] 本發明解決的是如何使得發光二極管燈管兼容交流和直流電源的供電，使驅動電 源為鎮流器所產生的高頻交流訊號或者直流電源的直流電源訊號，得發光二極管燈管均可 以正常發光。
[0016] 為解決所述問題，本發明實施例提供了一種發光二極管燈管，所述發光二極管燈 管包括：
[0017] 燈管，為細長狀的外圍框體；
[0018] 兩個燈頭，分別套接于所述燈管的兩端，所述兩個燈頭上分別設有用于連接外部 電源的導電針，以對應形成第一接腳、第二接腳及第三接腳、第四接腳，其中所述外部電源 提供交流訊號于所述第一接腳及所述第二接腳的至少其中之一與所述第三接腳及所述第 四接腳的至少其中之一之間流過；
[0019] 電路板，粘貼于所述燈管的內周面上并具有彼此電性連接的至少一個焊墊及至少 一層導電層；以及
[0020] 發光二極管電路模塊，包括發光二極管單元與點燈電路模塊，所述發光二極管單 元設于所述電路板上，所述點燈電路模塊設于所述兩個燈頭內且電性連接所述導電針，其 中所述發光二極管單元包括多個串聯、并聯或串并聯的發光二極管，通過所述電路板的所 述至少一層導電層電性連接，所述點燈電路模塊，包括具有至少一個焊墊，并與所述電路板 的所述至少一焊盤焊接；
[0021] 所述點燈電路模塊包括：
[0022] 整流單元，電性連接所述第一接腳及所述第二接腳，適于將所述交流訊號整流成 直流訊號，用以提供直流電力至所述發光二極管單元；
[0023] 兼容電路，電性連接所述第三接腳及所述第四接腳，包含第一單向電流路徑及第 二單向電流路徑，所述第一單向電流路徑電性連接所述發光二極管單元，所述第二單向電 流路徑電性連接所述發光二極管模單元，其中所述第一單向電流路徑允許電流由所述發光 二極管單元流向所述第三接腳及所述四接腳其中之一，所述第二單向電流路徑允許電流由 所述第三接腳及所述四接腳其中之一流向所述發光二極管單元；以及
[0024] 鎮流偵測電路，包含至少一電容以及一旁通路徑，所述至少一電容串聯于所述發 光二極管單元與所述第三接腳及所述第四接腳之間，所述旁通路徑電性連接所述第三接腳 或所述第四接腳，所述鎮流偵測電路偵測所述電容的電壓，并根據偵測結果控制所述旁通 路徑之導通與截止以決定是否旁通所述電容。
[0025] 可選地，所述燈頭上設有透氣孔。
[0026] 可選地，所述燈管包括主體和所述主體兩端的端部，且至少一個端部的外徑小于 所述主體的外徑。
[0027] 可選地，所述兩個燈頭外徑與所述主體外徑之差彡± 1mm。
[0028] 可選地，所述兩個燈頭其中之一的長度尺寸為另一的長度尺寸的30%~80%。
[0029] 可選地，所述發光二極管單元包括長度與寬度的比例范圍為2:1~10:1的LED晶 粒。
[0030] 可選地，發光二極管燈管還包括：濾波電路，所述濾波電路電性連接所述整流單元 及所述發光二極管單元以接收以及濾波所述直流訊號，適于提供濾波后所述直流訊號至所 述發光二極管單元。
[0031 ] 可選地，所述鎮流偵測電路包含偵測電路，于所述鎮流偵測電路的所述至少一電 容的所述電壓高于所述判斷電壓時產生偵測訊號以導通所述旁通路徑。
[0032] 可選地，所述旁通路徑為雙向導通路徑。
[0033] 可選地，所述旁通路徑包括耐壓值為250伏特或以上的雙向可控硅。
[0034] 可選地，所述偵測電路包含雙向觸發二極管，一端耦接所述雙向可控硅的一閘極， 另一端接收所述偵測訊號。
[0035] 可選地，當所述偵測訊號電壓大于或等于預定電壓值時，所述雙向觸發二極管觸 發所述雙向導通開關導通，且所述預定電壓值大于20伏特。
[0036] 可選地，所述電容的電容值范圍為50nF-luF。
[0037] 可選地，所述電容的電容值范圍為60nF-700nF。
[0038] 可選地，所述點燈電路模塊包含直流轉直流轉換電路及所述發光二極管單元包含 至少一發光二極管，所述直流轉直流轉換電路接收所述濾波后所述直流訊號并提供電流流 經所述至少一發光二極管，且所述電流穩定于預定電流值。
[0039] 可選地，所述直流轉直流轉換電路還包含穩壓電容，所述穩壓電容的電容值大于 5uF〇
[0040] 與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下優點：
[0041] 采用上述發光二極管，所述發光二極管燈管包括發光二極管單元與點燈電路模 塊，所述點燈電路模塊包括：整流單元，適于將所述交流訊號整流成直流訊號；兼容電路， 電性連接所述第三接腳及所述第四接腳；輔助電源模塊，電性連接到所述發光二極管單元， 當所述交流訊號停止提供時，所述輔助電源模塊提供電流流經所述發光二極管單元，所述 輔助電源模塊可使得發光二極管能夠自動識別市電的情況，當市電停止提供時，自動調節 由所述輔助電源模塊供電而使得發光二極管燈管持續發光。
【附圖說明】
[0042] 圖1為可用于本發明實施例LED燈立體圖；
[0043] 圖2為可用于本發明實施例LED燈立體分解圖；
[0044] 圖3為可用于本發明實施例LED燈中燈管的端部結構；
[0045] 圖4為可用于本發明實施例LED燈中燈頭的結構一：燈頭外部的結構；
[0046] 圖5為可用于本發明實施例LED燈中燈頭的結構二：燈頭內部的結構；
[0047] 圖6為可用于本發明實施例LED燈中電源的結構；
[0048] 圖7為可用于本發明實施例LED燈中燈頭和燈管的連接位置的結構；
[0049] 圖8為可用于本發明另一實施例中全塑料燈頭（內有導磁金屬件和熱熔膠）和燈 管透過感應線圈加熱固化的示意圖；
[0050] 圖Θ為圖8的全塑料燈頭（內有導磁金屬件與熱熔膠）的立體剖視圖；
[0051] 圖10為可用于本發明實施例絕緣管的內周面上具有一支撐部及一凸部的立體結 構圖；
[0052] 圖11為圖10的絕緣管的內周面上具有一支撐部及一凸部，沿剖線X-X的剖面側 視圖；
[0053] 圖12為可用于本發明實施例導磁金屬件具有至少一空孔結構的示意圖；
[0054] 圖13為可用于本發明實施例導磁金屬件具有至少一壓痕結構結構的不意圖；
[0055] 圖14為圖10的絕緣管和燈管結合后，沿燈管軸向方向的剖視圖；
[0056] 圖15為可用于本發明實施例導磁金屬件為一非圓形環結構圖，沿燈管軸向方向 的剖視圖；
[0057] 圖16為可用于本發明實施例LED燈中可撓式電路板為燈板爬過強化部處與電源 輸出端焊接連接的結構；
[0058] 圖17為可用于本發明實施例LED燈中雙層可撓式電路板的層結構；
[0059] 圖18為可用于本發明實施例LED燈中燈管沿軸向方向的剖視圖；
[0060] 圖19為可用于本發明實施例LED燈具反射膜和燈板一側接觸沿軸向方向的剖視 圖；
[0061] 圖20為圖18的一個變形例中燈管沿軸向方向的剖視圖；
[0062] 圖21為可用于本發明實施例LED燈另一個變形例具反射膜和燈板一側接觸沿軸 向方向的剖視圖；
[0063] 圖22為圖18的另一個變形例中燈管沿軸向方向的剖視圖；
[0064] 圖23為可用于本發明實施例照明光源的光源中支架的立體結構圖；
[0065] 圖24為本發明實施例的發光二極管驅動電路結構示意圖；
[0066] 圖25為本發明另一實施例的發光二極管驅動電路結構示意圖；
[0067] 圖26為本發明又一實施例的發光二極管驅動電路結構示意圖；
[0068] 圖27為本發明實施例中的一種發光二極管燈管的結構示意圖；
[0069] 圖28為本發明的實施例中的4種兼容電路的電路結構示意圖；
[0070] 圖29為本發明的實施例中的第一較佳實施例的鎮流偵測電路的電路示意圖；
[0071] 圖30為本發明實施例中一種鎮流偵測電路的電路結構示意圖；
[0072] 圖31為本發明實施例中鎮流偵測電路的電路示意圖；
[0073] 圖32為本發明實施例中鎮流偵測電路的電路示意圖；
[0074] 圖33為本發明實施例中發光二極管燈管的電路示意圖；
[0075] 圖34為根據本發明之另一較佳實施例的旁路電路之電路示意圖；
[0076] 圖35為本發明實施例中一種鎮流偵測電路的變形電路；
[0077] 圖36為本發明實施例中多種鎮流偵測電路應用至兼容電路的電路結構示意圖；
[0078] 圖37為本發明一實施例中的一種發光二極管燈管的電路不意圖；
[0079] 圖38為本發明一實施例中的發光二極管燈管的電路示意圖；
[0080] 圖39為本發明一實施例中的應急照明燈裝置的結構示意圖；
[0081] 圖40A-C為本發明一實施例的LED組件連接的示意圖；
[0082] 圖41A-C為本發明實施例中對應圖40A-C電路圖的走線圖。
【具體實施方式】
[0083] 本發明的發明人經過創造性勞動，在玻璃燈管的基礎上，提出了一種LED燈（本方 案中LED燈也可表述為照明光源，LED日光燈，發光二極管燈管或照明裝置），LED組件也可 表述為光源；以解決【背景技術】中提到的問題以及上述問題。
[0084] LED燈如同習知的熱陰極管或冷陰極管，具有一透明或散光作用的細長狀的外圍 框體（即燈管），例如：圓柱體，尺寸（長度、半徑）可以根據習知的熱陰極管或冷陰極管的 規格（例如JIS C 7601、JIS C 7709)來設計。
[0085] 為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發明 的具體實施例做詳細的說明。
[0086] 本發明實施例提供一種照明光源，參照圖1-2,包括：燈管1、設于燈管1內的燈板 2,以及分別套接于燈管1兩端的兩個燈頭3。其中燈管1可以為細長狀的外圍框體，采用塑 料燈管或者玻璃燈管，本實施例采用具強化部的玻璃燈管，以避免傳統玻璃燈管易破裂以 及破裂因漏電而引發的觸電事故，以及塑料燈管容易老化的問題。
[0087] 燈管強化的方式可以使用化學方式或是物理方式對玻璃做二次加工強化。化學方 式的基本原理是用改變玻璃表面的組成來提高玻璃的強度，其方法是先用其它堿金屬離子 與玻璃表層的Na離子或K離子發生交換，使表面形成離子交換層。當冷卻到常溫后，玻璃 處于內層受拉，外層受壓的狀態，從而達到增加強度的目的。化學方式包括但不限于高溫型 離子交換法、低溫型離子交換法、脫堿法、表面結晶法、硅酸鈉強化法等。
[0088] 1、高溫型離子交換法
[0089] 在玻璃的軟化點與轉變點之間的溫度區域內，把含Na20或K20的玻璃侵入鋰的熔 鹽中，使玻璃中的Na離子或與它們半徑小的熔鹽中的Li離子相交換，然后冷卻至室溫，由 于含Li離子的表層與含Na離子或K離子內層膨脹系數不同，表面產生殘余壓力而強化，同 時；玻璃中和含有A1203、Ti02等成分時，通過離子交換，能產生膨脹系數極低的結晶，冷卻 后的玻璃表面將產生很大的壓力，可得到強度高達700MPa的玻璃。
[0090] 2、低溫型離子交換法
[0091] 低溫離子交換法在比玻璃應變點低的溫度區，用比表層堿離子（如Na離子）還大 一些離子半徑的一價陽離子（如K離子）與Na離子做離子交換，使K離子進入表層的方法。 例如Na20+Ca0+Si02系統玻璃，在四百多度的熔融鹽中可以浸漬十幾小時。低溫型離子交 換法可以容易的得到高強度，具有處理方法簡單、不損壞玻璃表面透明性、不變行等特點。
[0092] 3、脫堿法
[0093] 脫堿法是在含亞硫酸氣體與水分的高溫氣氛中，利用Pt催化劑處理玻璃，使Na+ 離子從玻璃表層滲出與亞硫酸反應，從而表面層成為富Si02層，其結果由于表層成為低膨 脹性玻璃，冷卻時產生壓應力
[0094] 4、表面結晶法
[0095] 表面結晶法與高溫型離子交換不同的，但僅通過熱處理在表層形成低膨脹系數的 微晶體，從而使之強化的方法。
[0096] 5、硅酸鈉強化法
[0097] 硅酸鈉強化法是將硅酸鈉（水玻璃）的水溶液中在100攝氏度以上數個大氣壓下 處理，從而得到難以劃傷表層的高強度玻璃。
[0098] 物理方式對玻璃做強化，可以包括但不限于，使用涂層的方式或是改變物品的結 構。涂層根據需要噴涂的基質決定涂料的種類和狀態，可以是瓷磚強化涂層、亞克力涂層或 是玻璃涂層等，在涂布時可以為液態或是氣態涂布。改變物品的結構，例如在易破裂之處做 結構性強化設計。以上不論是化學方式或是物理方式不限于單一方式實施，可以混合物理 方式中或化學方式中的任一種做任意搭配組合。
[0099] 本實施例以結構強化設計做說明，燈管1包括主體102和分別位于主體102兩端 的端部101，燈頭3套設于端部101外。其中，至少一個端部101的外徑小于主體102的外 徑。本實施例中，設置兩個端部101的外徑均小于主體102的外徑。具體地，燈管1的兩端 通過強化部處理，端部101形成強化部結構，燈頭3套在強化后的端部101上，這樣可以使 得燈頭3外徑與燈管主體102外徑的差值變小，甚至完全相平，即燈頭3外徑與主體102外 徑相等。這樣設置的好處在于，在運輸過程中，包裝承托物不會只接觸燈頭3,其能夠同時接 觸燈頭3和燈管1，使得整支照明光源受力均勻，而不會使得燈頭3成為唯一受力點，避免燈 頭3與燈管端部101連接的部位由于受力集中發生破裂，提高產品的質量，并兼具美觀的作 用。
[0100] 本實施例中，燈頭3外徑與主體102外徑基本相等，公差為在正負0. 2mm(毫米） 內，最多不超過正負1mm。
[0101] 為了達到燈頭3外徑與主體102外徑基本相等的目的，根據不同的燈頭3的厚度， 強化后的端部101與主體102外徑的差值范圍可以為1mm~IOmm ;或者更優選的，強化后 的端部101與主體102外徑的差值范圍可以放寬至2mm~7mm〇
[0102] 本實施例中，參照圖3,燈管1的端部101與主體102之間平滑過渡，形成一個過渡 部103,過渡部103呈弧面，即過渡部103沿軸向的剖面呈弧線狀。
[0103] 過渡部103的長度為1mm~4臟，如果小于1mm，則過渡部的強度不夠；如果大于 4_，則會減小主體102的長度，減小發光面，同時需要燈頭3的長度相應增加以與主體102 配合，造成燈頭3的材料增加。在其他實施例中，則過渡部103也可以不為弧形。
[0104] 以T8的標準燈管為例，強化后的端部101的外徑范圍為20. 9mm~23mm，如果小于 20. 9_，則端部101的內徑過小，導致點燈電路模塊無法插入燈管1中。主體102的外徑范 圍為25mm~28mm，如果小于25mm，則以現有的工藝條件，不方便對其兩端作強化部處理，如 果大于28mm，將不符合行業標準。
[0105] 繼續參照圖2,燈板2上設有發光二極管單元，發光二極管單元包括若干LED組件 202 (本方案中LED組件也可表述為發光二極管或發光二極管組），燈頭3內設有點燈電路 模塊5, LED組件202與點燈電路模塊5之間通過燈板2電氣連通。在其他說明中，發光二 極管單元（LED組件202)與點燈電路模塊5也可以統稱為發光二極管電路模塊。
[0106] 其中，點燈電路模塊5可以為單個體（即所有驅動電源組件都集成在一個部件 中），并設于燈管1 一端的燈頭3中；或者點燈電路模塊5也可以分為兩部分，稱為雙個體 (即所有電源組件分別設置在兩個部件中），并將兩部分分別設于燈管兩端的燈頭3中。如 果燈管1僅有一端作強化部處理時，電源優先選擇為單個體，并設于強化后的端部101所對 應的燈頭3中。
[0107] 不管是單個體還是雙個體，點燈電路模塊的形成方式可以有多重選擇，例如，可以 為一種灌封成型后的模塊，具體地，使用一種高導熱的硅膠（導熱系數多〇. 7w/m · k)，通過 模具對驅動電源組件進行灌封成型，得到，這種方式得到的點