[发明专利]一种介于直流发光元件与安定器的间的电源转换装置

说明书

技术领域

本发明是有关一种电源转换装置，尤指一种介于直流发光元件与安定器间的电源转换装置，适用于现有使用安定器的照明装置，以将电能转换成可直接用于直流发光元件的电源。

背景技术

因能源与全球气候变化的议题、绿能及其他替代性能源的开发推广，使得高效能的发光源的应用倍受重视。目前以发光二极管(LED)作为取代现有荧光灯管也成为重要的讨论选项及应用。由于提供荧光灯管电源的是具有高功率因素(power factor，简称功因)的电子式安定器或一般需起动器(starter)的传统硅钢片式安定器，但安定器所提供的电源无法直接使用于直流发光体，例如，发光二极管。因此必需有一个电源转换装置，能将从安定器所提供的电源经过适当转换，以提供如发光二极管等的直流发光源使用。

所谓的安定器(或称镇流器、Ballast)是一种电器设备，是用于克服气体放电型电光源的负阻特性，使之能够正常工作。气体放电型电光源由于其放电机制，使其在正常工作区往往具有负电阻特性：亦即随着电流的增加，电压反而减小；反之亦然。因此如果将气体放电灯直接接到电压源，将会因电流迅速增大到超过极限而烧毁，因此必须使用安定器串联在电路中对其电流进行限制。公知的传统安定器是一个由漆包线和由硅钢片组成的铁芯缠绕而成的电感，往往还需要与一个启动器配合使用。另一方面，日益发展成熟的电子安定器(Electronic Ballast)也逐渐取代传统电感式安定器。

电子式安定器是指采用电子技术驱动电光源，使之产生所需照明的电子设备。因其轻便小巧，甚至可与灯管等一起整合，越来越多的荧光灯使用电子安定器。电子安定器还具有其他功能，例如可以通过提高电流频率或者改变电流波形(例如变成方波)，以改善或消除荧光灯的闪烁现象。电子式安定器的功率因素高，其功率因素高于0.95。其他优点尚包括，耗能低，发热量小可减少电路负荷及耗电；噪音低，高质量电子安定器噪音可达35db以下；预热灯管后一次起点成功，可避免多次起点，延长灯管寿命；瞬间起动不致闪烁，免用启动器；发光更稳定，有利于提高视觉分辨率，提高功效，降低连续作业的视觉疲劳，有利于保护视力。在电源、电压偏差很大时，仍能保持光源恒定功率，稳定光照度，有利于节能。因此，电子式安定器已被广为应用，渐渐取代一般需起动器(starter)的硅钢片式安定器。

如前所述，为提升荧光灯照明电能使用效率，已经把具有高功率因数的电子式安定器取代一般需起动器(starter)的硅钢片式安定器(功因约为0.65)，目前得知发光二极管发光效能佳及寿命长的优势，已成为节能的发光源。故利用原有高功率因数的电子式安定器再搭配发光效能佳及寿命长的发光二极管是一个极具优势的照明方案。

然而，由于安定器所输出的是交流(AC)电流，在加上安定器是用于克服气体放电型电光源的负阻特性，因此，安定器无法直接连接于直流式(DC)的发光二极管。换言之，必需要采用一装置将安定器输出的交流型式的电能正确有效地供给需直流电源的发光二极管使用。

目前多以除去安定器，加入一个将交流(AC)市电转换为直流电源的电源转换模块(AC to DC power module)，此方法在使用寿命、效率及成本皆受限于所使用元件特性，包含开关元件(如：MOSFET)、输出滤波电容(如：电解电容的电解液的寿命问题)、及变压器质量大小成本问题等。因此，如何开发一装置，以应用于现有使用安定器的照明装置，将电能转换成可直接用于直流发光源件的电流，以顺利地与市场上现有各种品牌型式的传统式或电子式安定器正常搭配使用，且能够适用于各种品牌型式的安定器所提供的电源能正常工作，而不致产生误动作，实为一重要课题。

发明内容

基于上述背景技术的缺失，本发明的主要目的在于提供一种介于直流发光元件与安定器之间的电源转换装置，适用于现有使用安定器的照明装置，以将电能转换成可直接用于直流发光元件的电能，以顺利地与市场上现有各种品牌型式的安定器正常搭配使用。

本发明的另一目的在于提供一种仿真模型，是仿真荧光灯在现有使用安定器的照明装置中的电气特性。