具有泄漏电流保护电路的AC直接驱动灯的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年9月25日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2015-0136818号的权益，该申请的全部内容通过引用并入本文。

本发明涉及一种包括泄漏电流保护电路的ac直接驱动灯，包括：输入级，该输入级被配置成接收外部电力；整流电路，该整流电路被配置成对从输入级接收的外部电力进行整流；控制模块，该控制模块电连接至整流电路的输出级，并且被配置成对整流电路、开关模块和光源中至少之一的状态进行感测与控制，其中，开关模块以反馈形式连接在输入级与控制模块之间并且被配置成取决于预定条件来接通/断开，以及光源电连接至控制模块并且被配置成在施加电力时发光。

背景技术：

在传统led灯中，如图1a中所示，以绝缘驱动式实现了ac直接驱动(或嵌入式)灯，其中，外部电力120连接至灯130的电极的一端121。作为对比，如图1b中所示，在近来的led灯中，以非绝缘式实现了ac直接驱动(或嵌入式)灯，其中，外部电力120连接至灯130的电极的端121和端122二者。

参照图2，在非绝缘式的ac直接驱动灯的情况下，驱动控制模块仅在施加电力210之前灯230的端231和端232二者都正常连接时工作。然而，当在电力210已被施加的状态下灯230的一端231连接至电力而灯230的另一端232与用户240接触时，存在以下问题：因为泄漏电流流入地gnd，所以用户可能会经受瞬间电击的危险。

此外，通用机械式开关(如接触式推动方法)用于防止在用户更换或修理灯时由于泄漏电流引起的触电。然而，当对灯施加电力时，约1kv的驱动电压被最先施加持续0.2秒。如果应用了机械式开关的产品已被使用了很长时间，则高压的电力继续被施加至机械式开关内的金属板。因此，需要处于断开状态的机械式开关暂时物理地进入了短路状态。因此，存在以下问题：用户经受瞬间电击的危险。

此外，机械式开关具有以下问题：因为由于无法对机械式开关应用防水(即led灯最重要的问题)，所以由于湿气可能在开关之间渗透而可能发生故障。因此，已经对阻碍瞬时过电压并且防止泄露电流的用于实现ac直接驱动灯的各种方法进行了的研究。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于提供一种包括泄漏电流保护电路的ac直接驱动灯，其具有电子开关以防止如上所述的瞬间电击。

本发明要实现的技术目的并不限于该目的，并且各种技术目的可以包括在根据以下描述对于本领域技术人员而言明显的范围内。

根据本发明的实施方式的包括泄漏电流保护电路的ac直接驱动灯包括：输入级，该输入级被配置成接收外部电力；整流电路，该整流电路被配置成对从输入级接收的外部电力进行整流；控制模块，该控制模块电连接至整流电路的输出级并且被配置成对整流电路、开关模块和光源中至少之一的状态进行感测与控制，其中，开关模块以反馈形式连接在输入级与控制模块之间并且被配置成取决于预定条件来接通/断开，并且光源电连接至控制模块并且被配置成在施加电力时发光。

此外，根据本发明的实施方式的包括泄漏电流保护电路的ac直接驱动灯还包括：输入级；emi滤波器模块，该emi滤波器模块并联连接至整流电路的输入级；旁路二极管，该旁路二极管串联连接在整流电路的输出级与控制模块之间，并且被配置成当开关模块处于断开状态时阻碍相反方向上的电流；以及电解电容器，该电解电容器并联连接至整流电路的输出级，并且被配置成对输入电力的失真进行校正。

此外，在根据本发明的实施方式的包括泄漏电流保护电路的ac直接驱动灯中，整流电路包括桥式二极管。

此外，在根据本发明的实施方式的包括泄漏电流保护电路的ac直接驱动灯中，开关模块包括：整流二极管；第一电阻器和第二电阻器，其被配置成执行分压；以及开关元件，该开关元件被配置成取决于预定条件来接通/断开。

此外，在根据本发明的实施方式的包括泄漏电流保护电路的ac直接驱动灯中，开关模块包括：整流二极管；tvs二极管，该tvs二极管被配置成响应于预定电压或比预定电压更高的电压而工作；保护电阻器，该保护电阻器被配置成防止对tvs二极管的损坏；以及开关元件，该开关元件被配置成取决于预定条件来接通/断开。

在这种情况下，在根据本发明的实施方式的包括泄漏电流保护电路的ac直接驱动灯中，tvs二极管在施加至tvs二极管的电压为54v或更高的电压时工作。

此外，在根据本发明的实施方式的包括泄漏电流保护电路的ac直接驱动灯中，开关模块还包括执行噪声滤波的rf滤波器模块。

此外，在根据本发明的实施方式的包括泄漏电流保护电路的ac直接驱动灯中，开关元件取决于施加至开关元件的电压的大小来接通/断开，并且开关元件包括晶闸管(scr)或场效应晶体管(fet)。

此外，在根据本发明的实施方式的包括泄漏电流保护电路的ac直接驱动灯中，当外部电力被正常地输入至输入级时，开关模块处于接通状态，而当外部电力未被正常地输入至输入级时，开关模块处于断开状态。

此外，在根据本发明的实施方式的包括泄漏电流保护电路的ac直接驱动灯中，光源包括led，并且ac直接驱动灯包括管式灯。

附图说明

图1a和图1b是示出了传统ac直接驱动灯的示意图；

图2是示出了传统ac直接驱动灯的示意图；

图3示出了根据本发明的一种实施方式的包括泄漏电流保护电路的ac直接驱动灯的配置；以及

图4是示出了根据本发明的另一实施方式的包括泄漏电流保护电路的ac直接驱动灯的示意图。

具体实施方式

在下文中，参照附图详细地描述根据本发明的一种实施方式的“包括泄漏电流保护电路的ac直接驱动灯”。提供要描述的各实施方式，以便本领域技术人员容易理解本发明的技术精神，但本发明并不被实施方式所限制。此外，已经图示了附图中表示的内容，以便容易描述本发明的各实施方式，但内容可以不同于实际实现的绘图形式。

本文中描述的元件仅是用于实现本发明的实施方式的示例。因此，在本发明的其他实现方式中，可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下使用不同元件。

此外，一些元件被“包括”的表述是“开放式”的表述，并且该表述仅表示存在对应元件，而不应当被解释为排除另外的元件。

此外，诸如“第一”和“第二”的表述是仅用于将多个元件彼此区分的表述，而并不限制元件或其他特性的顺序。

此外，根据本发明的实施方式的“电力”可以包括在普通电路中可以使用的所有类型的电能，例如“电压”、“电功率”以及“电流”。

图1a和图1b是示出了传统ac直接驱动灯的示意图，图2是示出了传统ac直接驱动灯的示意图。

参照图1a和图1b，在传统led灯中，如图1a所示，以绝缘驱动式已实现了ac直接驱动(或嵌入式)灯，其中，外部电力120连接至灯130的电极的一端121。作为对比，如图1b中所示，在近来的led灯中，以非绝缘式已实现了ac直接驱动(或嵌入式)灯，其中，外部电力120连接至灯130的电极的端121和端122二者。

然而，如图2所示，当用户240替换或修理管式灯230时，用户可能与第二电极232直接接触。这时，连接至商业电力210的镇流稳定器220会将电传导通过管式灯的第一电极231。泄漏电流会流至地gnd上的用户，以及管式灯会被施加过电压。

图3示出了根据本发明的实施方式的包括泄漏电流保护电路的ac直接驱动灯的配置。

参照图3，根据本发明的实施方式的包括泄漏电流保护电路的ac直接驱动灯可以包括输入级310、整流电路320、控制模块330、开关模块340以及光源350。

输入级310接收外部电力。在镇流稳定器兼容的灯的情况下，可以在镇流稳定器中将商业电力转换成特定量的电力，并且输入至输入级310。然而，根据本发明的实施方式的ac直接驱动灯不包括镇流稳定器，因为该灯直接连接至商业电力，例如110v、220v或380v。

整流电路320对从输入级310接收的外部电力进行整流。在这种情况下，整流电路是桥式二极管。

控制模块330电连接至整流电路的输出级，并且对整流电路、开关模块和光源中至少之一的状态进行感测与控制。

光源350电连接至控制模块，并且在施加电力时发光。在这种情况下，光源是led。

此外，根据本发明的实施方式的包括泄漏电流保护电路的ac直接驱动灯可以进一步包括emi滤波器模块360、旁路二极管370以及电解电容器380。

emi滤波器模块360并联连接至输入级310和整流电路320的输入级。emi滤波器指的是电磁干扰滤波器，并且用作对从数字装置生成的信号或电磁干扰进行去噪。

旁路二极管370串联连接至整流电路320的输出级和控制模块330。旁路二极管370在开关模块340处于断开状态时阻碍相反方向上的电流。例如，如果施加至输入级310的电力异常，则开关模块340的状态变成断开状态。

对施加至输入级310的电力为异常的含义描述如下。输入电力的一端处的节点可能被正常连接，而输入电力的另一端处的节点可能处于各种状态，如断开状态。如果输入电力的任一侧变成连接状态，则存在以下可能：来自控制模块330即驱动电路的相反方向上的电流会经受对输入级310的反向偏压。因此，可以通过合适地布置元件(诸如旁路二极管或反向偏压二极管)来实现更安全的灯。

电解电容器380并联连接至整流电路320的输出级，并且对输入电力的失真进行校正。输入电力因为是商业电力所以使用ac状态来施加。当输入电力经过整流电路320时，输入电力的波形可能失真。电解电容器380防止输入电压被过度失真，并且还作用执行噪声滤波。

此外，根据本发明的实施方式的包括泄漏电流保护电路的ac直接驱动灯包括开关模块340，以通过电子开关的操作来防止泄漏电流。在这种情况下，当外部电力被正常地输入至输入级310时，开关模块340变成接通状态，而当外部电力未被正常地输入至输入级310时，开关模块340变成断开状态。

假设输入级310的上节点是节点a而其下节点是节点b，当节点a和节点b二者均正常连接时，开关元件根据开关模块340的分压定理或通过tvs二极管的操作而被接通，并且被正常接地。因此，根据本发明的实施方式的ac直接驱动灯正常工作。

然而，如果节点a处于连接状态而节点b处于断开状态，则由于电压未被施加至开关模块340而开关元件断开。因此，防止了泄漏电流，并且光源350断开。类似地，如果节点a处于断开状态而节点b处于连接状态，则电压未被施加至开关模块340。因此，开关元件的操作被断开，并且因此光源350被断开。

此外，开关模块340可以包括：整流二极管341、第一电阻器342、第二电阻器343、开关元件344以及rc滤波器345和346。

整流二极管341连接至输入级310与整流电路320的输入级之间的节点。从输入级310接收的电力是商业电力并且具有ac形式。输入电力通过整流二极管341被转换成半波形式。

第一电阻器342和第二电阻器343串联连接至整流二极管，并且用作分压。在这种情况下，输入级310的经过整流二极管341的输入电力取决于第一电阻器、第二电阻器以及另一输出级的等效电阻而经受分压或分流。

开关元件344取决于预定条件而接通/断开。在这种情况下，开关元件响应于施加至开关元件344的电压的大小而接通/断开。此外，开关元件344是晶闸管(scr)或fet。可以使用能被用作电子开关元件的所有半导体装置来实现开关元件344。

根据本发明的实施方式的开关元件344可以使用晶闸管(scr)来实现。晶闸管(scr)是4层半导体装置，并且也被称为可控硅整流器。这样的晶闸管是一种类型的整流器。在该晶闸管中，来自晶闸管的栅极的栅极电流流入晶闸管的阴极，从而在阳极与阴极之间传导。当恒定电流经过栅极时，晶闸管具有以下属性：阳极与阴极导通(即接通)。当阳极与阴极之间的电流变成特定值或比该特定值更小的值时，阳极与阴极停止(即断开)。因此，晶闸管可以用作非接触式接通/断开开关。

在这种晶闸管中，容易控制高压和高电流，控制增益较高，并且尽管栅极信号变得消逝时仍可以保持接通状态。此外，晶闸管具有以下优势：因为寿命是半永久的，所以晶闸管具有高可靠性，晶闸管抵抗浪涌电压和电流的能力较强，并且由于尺寸小且重量轻，所以可以非常容易地将晶闸管安装在装置或单元上。

根据本发明的实施方式的开关元件344可以使用场效应晶体管(fet)来实现。fet具有非常高的输入阻抗并且被响应于电压来驱动。在fet的漏极与源极之间流动的电流响应于施加至栅极的电压而大幅改变。因此，因为fet的接通/断开状态可以响应于施加至栅极的电压而大幅改变，所以fet也可以用作接通/断开开关。

rc滤波器345和346执行噪声滤波。经过整流二极管341、第一电阻器342以及第二电阻器343的输入电力的波形可能包括噪声。rc滤波器用于去除这样的噪声。可以针对噪声被去除的程度和波形来适当地控制电阻和电容的值。

根据本发明的实施方式的包括泄漏电流保护电路的ac直接驱动灯是管式灯。输入级在其两端处具有输入电极。

图4是示出了根据本发明的另一实施方式的包括泄漏电流保护电路的ac直接驱动灯的示意图。

参照图4，在根据本发明的实施方式的ac直接驱动灯中，开关模块340可以包括保护电阻器347和tvs二极管348。图4的ac直接驱动灯具有与图3的ac直接驱动灯的基本结构相同的基本结构，但包括保护电阻器347和tvs二极管348，而非图3的第一电阻器和第二电阻器。在这种情况下，如果如图4中使用保护电阻器和tvs二极管来配置ac直接驱动灯，则该ac直接驱动灯响应于特定电压或比该特定电压更高的电压而直接工作，甚至无需单独的分压。因此，存在以下优势：可以有效地保护tvs二极管，并且可以去除信号的噪声。

tvs二极管348响应于预定电压或比该预定电压更高的电压而工作。在这种情况下，当施加至tvs二极管348的电压为54v或比更高的电压时，tvs二极管可以工作。这样的tvs二极管是被设计成保护对高压瞬变敏感的电子装置的电子部件，并且可以更快速地对过电压作出响应。此外，tvs二极管具有比正常二极管更大的横截面，并且通过限制特定层级的电压来工作。总之，tvs二极管与静电放电或数据线相关联，并且可以用于防止由于电感负载切换而引起的光致(lightstrike)和严重压力。

此外，tvs二极管用于保护电路不发生在静电放电或电感负载切换或电感放电中生成的电过量状态。在tvs中，损坏电路的电压的大小在电压被引入时被减小至电路不被损坏的程度。此外，当生成过量现象时，tvs立即基于钳位电压来限制电压。

保护电阻器347串联连接至tvs二极管348，并且防止对tvs二极管的损坏。当电力被输入至第一输入级或第二输入级时，瞬间尖刺电流可能流动。保护电阻器可以保护tvs二极管。

本发明的实施方式提供了包括电子开关以防止瞬间电击的ac直接驱动灯。因此，可以保护顾客不发生意外，如掉落和照明故障。

此外，如果使用传统机械式开关，则可能发生模具和装配故障，从而可能浪费对于更换模具的单独成本。然而，根据本发明的实施方式的包括泄漏电流保护电路的ac直接驱动灯由于使用了电子开关而不具有诸如单独的模具故障的问题。

此外，根据本发明的实施方式的包括泄漏电流保护电路的ac直接驱动灯可以被布置在湿度大的区域(例如，户外)，这是因为其能够进行防水处理。因此，可以提高服务公司的安装的自由度。

此外，在根据本发明的实施方式的包括泄漏电流保护电路的ac直接驱动灯中，开关模块安装在管式灯的两侧。因此，可以有效地防止电击的危险，这是因为尽管接触到任意级但开关模块进入断开状态。

出于说明性目的已公开了本发明的上述实施方式，并且本发明不被实施方式所限制。此外，本发明所属领域的技术人员可以在本发明的精神和范围内以各种方式修改和改变本发明，并且这样的修改和改变应该被解释为属于本发明的范围。