[发明专利]LED照明系统

说明书

一种适于安装在照明器中的LED灯装置(1)。照明器适用于荧光灯并具有镇流器。LED灯装置具有多个LED(25、26、27)和两个或更多个电极(22)，电极用于可释放地连接至照明器并且用于传导来自镇流器的电流以便供应至LED。LED灯装置还具有传感器电路(21)和保护电路(24)。传感器电路和保护电路适于如果镇流器为恒功率电子镇流器，则增加LED灯装置的总负载阻抗。

技术领域

本发明总体涉及LED灯和LED照明，且更具体地，涉及一种适于替换照明器中的荧光灯的LED灯，该照明器具有用于荧光灯的镇流器。

背景技术

荧光照明已存在了许多年。这种形式的照明起始于作为白炽灯泡的高效替代品，但是近年来，在效率和功耗方面以及在如下所述的其它方面，已在一定程度上被LED照明超越。

LED(发光二极管)是半导体光源，例如具有在被激活时发光的PN结。通常，在被施加适当的电压时，电子能够与器件内的电子空穴复合，从而释放光子形式的能量。这种效应被称为电致发光，并且光的颜色(对应于光子的能量)由半导体的能带间隙确定。用于照明目的的LED通常与一个或多个磷光体组合以拓宽或改变LED器件的发射光谱。

荧光灯通常包括填充有惰性气体和少量的汞、两端用双针端帽盖住(因此总共有四个引脚)的灯管。为了有利于启动条件和限制工作期间经过荧光灯的电流，在市电电源与荧光灯之间连接电镇流器。在最初引入荧光照明时，用于限制交流电流的简单电感器被用作镇流器，其通常称为磁性镇流器。最近，荧光灯的照明器通常设置有电子镇流器。

电子镇流器包括电子元件，这些电子元件通常首先将交流市电电压转换为直流电压，随后将直流电压转换为高频交流电压以驱动荧光灯。电子镇流器通常主动控制经过荧光灯的电流并将其保持为恒流源。

LED照明具有许多优点。例如，LED照明不需要汞，LED照明更具有方向性，LED需要更少的努力来控制或调节功耗，以及与荧光照明相比寿命大大增加。更重要的是，LED照明比荧光照明更省电。

因此，期望由LED灯替换荧光灯。然而，在与不同的镇流器使用时，通常LED灯的工作不同。在一些情况下，由LED灯直接替换荧光灯导致整个照明器的故障。

目前，市场上存在可放置在现有的荧光照明器中的形状像荧光灯管的LED灯。然而，这些LED灯需要照明器剥离镇流器并重新布线以将LED灯直接连接至市电电源，而无需镇流器的干预或由设计用于LED灯的镇流器替换。剥离和重新布线照明器所需的劳动抵消了转换至LED照明所涉及的许多(如果不是全部)节省，或者甚至提高了成本。

由于镇流器的知识超出了普通消费者的知识范围，因此需要与任何现有的设计用于荧光灯的照明器兼容的LED灯，使得当LED灯安装在这样的照明器中时即可投入工作，而无需确定照明器中的镇流器的类型。

发明人惊奇地发现甚至在电子镇流器之间也存在兼容性问题，特别是在LED灯比其设计用于替换的荧光灯管需要更少能量时。

与产生大致相同光量的荧光灯相比，LED灯通常少消耗约30％的能量。最近的趋势达到超过50％的能量节省，例如，以低于29W工作的LED灯替换58W的荧光灯管。

然而，发明人观察到，一旦LED灯管被设计成以如此低的功率工作(例如，被设计成节省50％能量)，则一些电子镇流器的设计表现异常。在一些情况下，这导致镇流器的寿命不可接受地降低，例如降低至几百分钟。

在这种异常情况下，当LED灯安装在具有这种镇流器的照明器中时，从镇流器汲取的电流显著增加，进而导致镇流器中的元件的温度升高。因此，这些镇流器元件变得过热，使得镇流器的寿命降低(例如，由于镇流器中的关键部件的热失控)并且可能导致安全问题。

发明人观察到具有这种异常行为的镇流器被设计成作为恒功率源而非恒流源工作。

图1示出布置在具有恒功率镇流器的照明器中的荧光灯101。