專利名稱：光源驅(qū)動(dòng)電路和包括該光源驅(qū)動(dòng)電路的長(zhǎng)管燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子電路領(lǐng)域。更具體地講，本發(fā)明涉及一種光源驅(qū)動(dòng)電路和包括該光源驅(qū)動(dòng)電路的長(zhǎng)管燈。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管光源是包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管(LED)的光源，因?yàn)榘l(fā)光二極管的發(fā)光效率高、壽命長(zhǎng)等特性，使得發(fā)光二極管光源作為下一代照明裝置而備受矚目。通過(guò)選擇發(fā)光二極管光源中包括的發(fā)光二極管的各項(xiàng)參數(shù)和發(fā)光二極管的數(shù)量，可以實(shí)現(xiàn)具有滿足各種需要的亮度且功率不同的發(fā)光二極管光源。例如，發(fā)光二極管光源可以用作室內(nèi)照明的吸頂燈、臺(tái)燈、長(zhǎng)管燈以及用作室外照明的路燈等各種照明裝置。因?yàn)榘l(fā)光二極管具有直流驅(qū)動(dòng)的特性，所以在以生產(chǎn)和生活中常用的市電的交流電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管光源時(shí)，需要將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的整流橋電路。然而，在交流電壓不穩(wěn)定時(shí)，例如，在夜晚或節(jié)日等用電高峰時(shí)段，市電的交流電壓的頻率可能不會(huì)穩(wěn)定在額定的50Hz或60Hz，且可能出現(xiàn)諸如90Hz或更高的瞬時(shí)頻率；同時(shí)，市電的交流電壓的電平也可能在諸如90V ^OV的范圍內(nèi)變化。在現(xiàn)有技術(shù)中，僅通過(guò)整流橋電路來(lái)將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓以驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管光源，所以無(wú)法解決交流電壓的頻率和電壓的上述不穩(wěn)定對(duì)于發(fā)光二極管光源的影響，導(dǎo)致發(fā)光二極管光源的亮度變化、閃爍、不能正常工作、甚至導(dǎo)致發(fā)光二極管光源損壞，因此降低了發(fā)光二極管光源的可靠性、極大地縮短了發(fā)光二極管的壽命。圖1是示出作為市電的交流電壓和由根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的光源驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生的用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管光源的直流驅(qū)動(dòng)電壓的波形圖。在現(xiàn)有技術(shù)中，因?yàn)閮H采用了整流橋電路進(jìn)行交流-直流轉(zhuǎn)換，所以在輸入的交流電壓具有如曲線Cac所示的(具有峰值為Vpeak 的)正弦波形時(shí)，所得到直流電壓具有如曲線Cdc所示的(具有峰值為Vpeak的)變化的波形。因此，在以如曲線Cdc所示的變化波形的直流電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管時(shí)，發(fā)光二極管沒(méi)有工作在其最佳的工作狀態(tài)。并且因?yàn)榘l(fā)光二極管需要在施加的電壓高于一定的發(fā)光工作電壓時(shí)才能發(fā)光，所以當(dāng)直流電壓低于該發(fā)光工作電壓(例如，等于0V，如圖1中所示) 時(shí)，發(fā)光二極管沒(méi)有發(fā)光。因此，采用具有如曲線Cdc所示的波形的直流電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管會(huì)導(dǎo)致發(fā)光二極管頻繁地在發(fā)光和不發(fā)光之間切換(閃爍)，從而降低了發(fā)光二極管的壽命。同時(shí)，在直流電壓低于發(fā)光工作電壓的時(shí)間段期間，施加到發(fā)光二極管的電能大部分被轉(zhuǎn)化成熱能，從而導(dǎo)致能量利用率降低，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)光效率降低，發(fā)光二極管也會(huì)因此時(shí)產(chǎn)生的不期望的熱而降低其壽命，加快老化。另外，在具有如曲線Cdc所示的變化的波形的直流電壓的驅(qū)動(dòng)下，發(fā)光二極管以1/T的頻率閃爍，從而極大地影響了在這樣的照明環(huán)境下工作的人員的視力。因?yàn)樵诂F(xiàn)有技術(shù)的發(fā)光二極管光源中將從整流橋電路輸出的直流電壓直接作為驅(qū)動(dòng)電壓提供到發(fā)光二極管，所以對(duì)于包括在發(fā)光二極管光源中的二極管的參數(shù)(諸如額定電壓、額定電流等)和數(shù)量等需要進(jìn)行嚴(yán)格的選擇。因此，不符合上面的要求的發(fā)光二極管將被視為次品而被丟棄。此外，如果在發(fā)光二極管光源中某些發(fā)光二極管因長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行而劣化或損壞，則需要對(duì)提供到發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，而僅采用整流橋來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的光源驅(qū)動(dòng)電路無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)于提供到發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電壓的調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上面的一些或全部的技術(shù)問(wèn)題，示例性實(shí)施例提供了一種光源驅(qū)動(dòng)電路和包括該光源驅(qū)動(dòng)電路的長(zhǎng)管燈，其電路簡(jiǎn)單、技術(shù)路線新穎、原理正確、設(shè)計(jì)創(chuàng)新、元器件選擇規(guī)范、微電流電耗低、不發(fā)燙、對(duì)電源抗干擾能力強(qiáng)，具有長(zhǎng)壽免修、通用性好、成本低、 長(zhǎng)時(shí)間照明不影響眼睛健康等優(yōu)點(diǎn)，主要性能參數(shù)符合相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。根據(jù)示例性實(shí)施例，提供一種用于驅(qū)動(dòng)包括發(fā)光二極管光源的長(zhǎng)管燈的光源驅(qū)動(dòng)電路，所述光源驅(qū)動(dòng)電路包括整流橋電路、電壓調(diào)節(jié)電路和發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)源電路，其中， 整流橋電路連接到外部電源，以通過(guò)整流橋電路的正極端將經(jīng)整流的第一輸出提供到電壓調(diào)節(jié)電路，電壓調(diào)節(jié)電路調(diào)節(jié)第一輸出的電壓，以生成電壓低于第一輸出的電壓的第二輸出，發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)源電路從電壓調(diào)節(jié)電路接收第二輸出并調(diào)節(jié)第二輸出，以生成具有特定周期的電壓的第三輸出并將該第三輸出提供到發(fā)光二極管光源的正極端，其中，所述特定周期小于第一輸出的電壓的周期。所述第三輸出的電壓波形為鋸齒波形、矩形波形、三角波形或正弦波形。第三輸出的谷值電壓值大于零，且第三輸出的峰值電壓值小于第一輸出的峰值電壓值。第三輸出的谷值電壓值大于或等于發(fā)光二極管光源的發(fā)光工作電壓值。 所述光源驅(qū)動(dòng)電路還包括電流調(diào)節(jié)電路，該電流調(diào)節(jié)電路連接在發(fā)光二極管光源的負(fù)極端和整流橋電路的負(fù)極端之間，以將在發(fā)光二極管光源中流動(dòng)的電流調(diào)節(jié)為預(yù)定值。所述光源驅(qū)動(dòng)電路還包括保護(hù)和改善電路，該保護(hù)和改善電路連接在外部電源和整流橋電路之間，并由減輕從外部電源提供到整流橋電路的輸出中的高頻雜波的串聯(lián)連接在外部電源和整流橋電路之間的電感器和過(guò)濾從外部電源提供到整流橋電路的輸出中的高頻雜波的與整流橋電路并聯(lián)連接的電容器組成。根據(jù)示例性實(shí)施例，提供一種長(zhǎng)管燈，所述長(zhǎng)管燈包括光源驅(qū)動(dòng)電路板，在光源驅(qū)動(dòng)電路板上設(shè)有如上所述的光源驅(qū)動(dòng)電路；光源板，在光源板上安裝有電連接到所述光源驅(qū)動(dòng)電路的發(fā)光二極管光源；透光外殼，光源驅(qū)動(dòng)電路板和光源板設(shè)置在該透光外殼內(nèi)； 連接端子，用于將光源驅(qū)動(dòng)電路電連接到外部電源。發(fā)光二極管光源包括并聯(lián)連接的多個(gè)發(fā)光二極管組，每個(gè)發(fā)光二極管組包括串聯(lián)連接的多個(gè)發(fā)光二極管。包括在發(fā)光二極管光源中的多個(gè)發(fā)光二極管被安裝為相對(duì)于光源板的垂直方向傾斜，以在光源板上在各發(fā)光二極管的管體之間形成多個(gè)第一區(qū)域和多個(gè)第二區(qū)域，其中， 發(fā)光二極管的管體之間的在第一區(qū)域中的距離小于發(fā)光二極管的管體之間的在第二區(qū)域中的距離。包括在發(fā)光二極管光源中的多個(gè)發(fā)光二極管被安裝為相對(duì)于光源板的垂直方向傾斜0°至5°的角度。根據(jù)示例性實(shí)施例，上述的半導(dǎo)體冷光源長(zhǎng)管燈連接到市電插座，220V、50Hz交流電經(jīng)上述的光源驅(qū)動(dòng)電路優(yōu)化、整流、調(diào)節(jié)，輸出相當(dāng)于發(fā)光二極管組工作電壓與光源調(diào)節(jié)電路壓降的和的直流電壓，使得半導(dǎo)體冷光源(即，發(fā)光二極管光源4)正常發(fā)光工作。斷開(kāi)電源時(shí)，光源驅(qū)動(dòng)電路中的各電路自動(dòng)形成有效的快速放電回路，使半導(dǎo)體冷光源迅速熄滅，同時(shí)迅速放掉電路內(nèi)電荷。根據(jù)示例性實(shí)施例的光源驅(qū)動(dòng)電路和包括該光源驅(qū)動(dòng)電路的長(zhǎng)管燈可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期照明不影響視力、發(fā)光效率高、具有光源裕度、抗電源干擾能力強(qiáng)。同時(shí)其電耗非常小，發(fā)熱量遠(yuǎn)低于已知的發(fā)光二極管光源，保持燈的低溫不變。為了通用性和低成本，燈外殼采用長(zhǎng)管燈通用燈具材料，滿足廣泛使用和安裝要求，全部元器件實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。電路板安裝基座和透明罩均采用通用性燈具外殼，根據(jù)燈具尺寸的大小和使用要求，可分別制成6w、9w、 12w、15w、18w、21w等不同瓦數(shù)的長(zhǎng)管燈，其互換性、防觸電、絕緣和節(jié)電強(qiáng)度、機(jī)械強(qiáng)度、安全性等指標(biāo)均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)示例性實(shí)施例，發(fā)光二極管光源可以為半導(dǎo)體冷光源。光源驅(qū)動(dòng)電路和包括該光源驅(qū)動(dòng)電路的長(zhǎng)管燈中采用了半導(dǎo)體冷光源調(diào)節(jié)電路，滿足在外部一次電源正常供電條件下發(fā)光二極管組得到最佳工作電壓，而且在電壓波動(dòng)很大(100V 300V)狀態(tài)下，也能穩(wěn)定提供電源，使得發(fā)光二極管冷光源得以工作。對(duì)一個(gè)成型產(chǎn)品，該電路固化后不需調(diào)整。


圖1是示出作為市電的交流電壓和由根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的光源驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生的用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管光源的直流驅(qū)動(dòng)電壓的波形圖；圖2是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的光源驅(qū)動(dòng)電路的示意性框圖；圖3是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管光源的驅(qū)動(dòng)電壓的波形圖；圖4是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的長(zhǎng)管燈的示意性結(jié)構(gòu)圖；圖5是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的長(zhǎng)管燈中的光源板的示意性剖視圖。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)結(jié)合附圖具體描述根據(jù)示例性實(shí)施例的光源驅(qū)動(dòng)電路和包括該光源驅(qū)動(dòng)電路的長(zhǎng)管燈。圖2是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的光源驅(qū)動(dòng)電路的示意性框圖。如圖2中所示，根據(jù)示例性實(shí)施例的光源驅(qū)動(dòng)電路包括整流橋電路1、電壓調(diào)節(jié)電路2和發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)源電路3。整流橋電路1連接到外部電源。外部電源例如為額定頻率為50Hz或60Hz、額定電壓為IlOV或220V的市電或其他交流電源。整流橋電路1將從外部電源提供的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓。整流橋電路1通過(guò)其正極端將經(jīng)整流的第一輸出提供到電壓調(diào)節(jié)電路2。 整流橋電路1可以為常規(guī)的電橋電路。在一個(gè)示例中，可以通過(guò)選擇耐壓值較高、工作電流有20倍左右余量的整流二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)整流橋電路1。如圖2所示，根據(jù)示例性實(shí)施例的光源驅(qū)動(dòng)電路還可以包括專門的保護(hù)和改善電路5。保護(hù)和改善電路5連接在外部電源和整流橋電路1之間。保護(hù)和改善電路5例如由濾波電感器和電容器組成。在這樣的情況下，高阻抗的電感器串聯(lián)連接在外部電源和整流橋電路1之間，以減輕從外部電源提供到整流橋電路1的輸出中的高頻雜波，低阻抗的電容器與整流橋電路1并聯(lián)連接，以濾掉從外部電源提供到整流橋電路1的輸出中的高頻雜波。 高阻抗的電感器和低阻抗的電容器共同吸收作為外部電源的交流電網(wǎng)的高頻脈沖能量，從而有效保護(hù)整個(gè)光源驅(qū)動(dòng)電路，提高了整體光源的EMC性能(即衡量系統(tǒng)抵抗其他電磁輻射源干擾的電磁兼容性能)，同時(shí)可有效降低EMI (設(shè)備工作時(shí)發(fā)出的電磁干擾輻射總量) 干擾和敏感性。因此，保護(hù)和改善電路5保證了提供到整流橋電路1的交流電壓的電壓值和頻率的穩(wěn)定性，進(jìn)而保證提供到發(fā)光二極管光源的驅(qū)動(dòng)電壓的穩(wěn)定性。因此，可以防止因瞬時(shí)的高壓和高頻導(dǎo)致的發(fā)光二極管光源的亮度變化、閃爍、不能正常工作或損壞等上述的在現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提高了發(fā)光二極管光源的可靠性和壽命。如圖2所示，電壓調(diào)節(jié)電路2連接在整流橋電路1和發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)源電路3之間。電壓調(diào)節(jié)電路2調(diào)節(jié)第一輸出的電壓，以生成電壓低于第一輸出的電壓的第二輸出， 并將其提供到發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)源電路3。通常，整流后的二次電源(即，第一輸出)電壓和負(fù)載(即，發(fā)光二極管光源)的驅(qū)動(dòng)電壓之間的電壓差的選定是非常重要的。較大的電壓差對(duì)于大功率的發(fā)光二極管光源是非常不利的，可造成整個(gè)光源驅(qū)動(dòng)電路效率降低、熱損耗和功耗增大，對(duì)電源穩(wěn)定性的要求也高。然而，對(duì)于小功率發(fā)光二極管光源來(lái)講，在對(duì)整流后的二次電源的輸出電流進(jìn)行控制(例如，將整流后的二次電源的輸出電流控制在50mA 以下)的情況下，這樣的較大的電壓差將有利于整個(gè)光源驅(qū)動(dòng)電路。這是因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)光源驅(qū)動(dòng)電路時(shí)可不需要采用相關(guān)的晶體管反饋專用調(diào)節(jié)器電路等方法來(lái)調(diào)整電流或設(shè)定LED 陣列的電流控制點(diǎn)等，可直接用電阻來(lái)控制電流。因此，可以更為簡(jiǎn)單、可靠地實(shí)現(xiàn)根據(jù)示例性實(shí)施例的光源驅(qū)動(dòng)電路。在一個(gè)優(yōu)選的示例性實(shí)施例中，電壓調(diào)節(jié)電路2將具有比第一輸出的電壓低約20V 約40V的電壓的第二輸出提供到發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)源電路。電壓調(diào)節(jié)電路2可以包括連接在整流橋電路的正極端和發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)源電路3 之間的電阻值固定的電阻器。因此，電壓調(diào)節(jié)電路2可以起著輸入電壓和/或電流的定量作用。例如，電壓調(diào)節(jié)電路2可以將提供到發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)源電路3的第二輸出的電壓調(diào)節(jié)為始終低于接收的第一輸出的電壓。 如圖2所示，發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)源電路3連接在電壓調(diào)節(jié)電路2和發(fā)光二極管光源4 之間。發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)源電路3從電壓調(diào)節(jié)電路2接收第二輸出并調(diào)節(jié)第二輸出，以生成具有特定周期的電壓的第三輸出并將其提供到發(fā)光二極管光源4的正極端。例如，第三輸出的電壓的周期可以小于第一輸出的電壓的周期。在這樣的情況下，發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)源電路3可以包括已知的頻率調(diào)節(jié)電路。發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)源電路3還可以對(duì)第二輸出進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)節(jié)，以得到適于驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管光源的第三輸出。例如，發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)源電路3可以對(duì)第二輸出進(jìn)行調(diào)節(jié)，以得到具有適當(dāng)?shù)淖畲?峰值)電壓值Vtop和/或最小(谷值) 電壓值Vbottom的第三輸出。在這樣的情況下，發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)源電路3還可以包含已知的電壓調(diào)節(jié)電路。將在下面更詳細(xì)地描述發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)源電路3。
根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，整流橋電路1的第一輸出經(jīng)電壓調(diào)節(jié)電路2和發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)源電路3調(diào)節(jié)，從而得到滿足電流值、電壓值適合負(fù)載(S卩，發(fā)光二極管光源4)的需要的第三輸出，使得發(fā)光二極管光源4得到一定電壓范圍內(nèi)的優(yōu)良電源供應(yīng)。將經(jīng)發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)源電路3進(jìn)一步優(yōu)化參數(shù)后的第三輸出提供到發(fā)光二極管光源4。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，可以采用已知的集成電路模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)源電路3。在這樣的情況下，可以專門選擇高壓引腳旁有空腳標(biāo)志的集成電路，從而提供合適的爬電距離。在一個(gè)示例中，發(fā)光二極管光源4包括并聯(lián)連接的多個(gè)發(fā)光二極管組，每個(gè)發(fā)光二極管組包括串聯(lián)連接的多個(gè)發(fā)光二極管。發(fā)光二極管光源4可以為半導(dǎo)體冷光源。圖3是示出從外部電路提供的交流電壓波形Cac和根據(jù)示例性實(shí)施例的用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管光源的第三輸出的電壓波形的示意圖。如圖3中所示，從外部電路提供的交流電壓波形Cac具有周期2T，所以整流橋電路 1的經(jīng)整流的第一輸出的電壓波形的周期為T(參見(jiàn)圖1)。發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)源電路3的第三輸出的電壓波形的周期t可以遠(yuǎn)小于交流電壓波形Cac的周期2T和第一輸出的電壓波形的周期T。為此，發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)源電路3可以包括已知的頻率調(diào)節(jié)電路。因此，在這樣的第三輸出的驅(qū)動(dòng)下，發(fā)光二極管光源4根據(jù)周期為t的電壓值的變化而出現(xiàn)的發(fā)光亮度變化的頻率Ι/t遠(yuǎn)大于交流電壓的頻率1/2T(例如，50Hz或60Hz)，因此可以保護(hù)處于這樣驅(qū)動(dòng)的發(fā)光二極管光源4的照明下的用戶的視力。如圖3中所示，提供到發(fā)光二極管光源4的第三輸出的電壓波形可以為三角波 (如曲線Cdcl所示)、矩形波(如曲線Cdc2所示)、正弦波(如曲線Cdc3所示)或鋸齒波 (如曲線Cdc4和Cdc5所示)。為此，發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)源電路3可以包括已知的波形整形電路，以使得從電壓調(diào)節(jié)電路2提供到發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)源電路3的第三輸出具有上述的電壓波形。如圖3中所示，第三輸出的谷值電壓值大于零，且第三輸出的峰值電壓值小于第一輸出的峰值電壓值Vpeak。例如，第三輸出的谷值電壓值可以大于或等于發(fā)光二極管光源4的發(fā)光工作電壓。為此，發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)源電路3可以對(duì)電壓調(diào)節(jié)電路2的第二輸出進(jìn)行調(diào)節(jié)，以得到谷值電壓值Vbottom大于或等于預(yù)定的閾值Vth的第三輸出。所述閾值 Vth可以是發(fā)光二極管光源4的發(fā)光工作電壓，例如，閾值Vth是保證發(fā)光二極管光源4發(fā)光的最低電壓。因此，發(fā)光二極管光源4中的發(fā)光二極管在這樣的第三輸出的驅(qū)動(dòng)下連續(xù)發(fā)光，從而可以防止前述的因發(fā)光二極管不連續(xù)的發(fā)光導(dǎo)致的各種缺點(diǎn)，延長(zhǎng)發(fā)光二極管的壽命，提高能量利用率，提高發(fā)光效率，降低發(fā)光二極管所產(chǎn)生的熱量。另外，因電壓調(diào)節(jié)電路2的調(diào)節(jié)而使得提供到發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)源電路3的第二輸出的電壓值小于第一輸出的電壓值。相應(yīng)地，從發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)源電路3提供到發(fā)光二極管光源4的第三輸出的峰值電壓值Vtop可以小于從整流橋電路1提供的第一輸出的峰值電壓值Vpeak。因此，在當(dāng)前示例性實(shí)施例中，提供到發(fā)光二極管光源4的第三輸出的電壓值的范圍Vtop Vbottom遠(yuǎn)小于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的驅(qū)動(dòng)電壓的電壓值的范圍Vpeak OV (參見(jiàn)圖1)。所以，由這樣的第三輸出驅(qū)動(dòng)的發(fā)光二極管光源4的因第三輸出的電壓值在范圍 Vtop Vbottom內(nèi)變化而導(dǎo)致的發(fā)光強(qiáng)度的變化可遠(yuǎn)小于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)光二極管光源的因驅(qū)動(dòng)電壓值在范圍Vpeak OV內(nèi)變化而導(dǎo)致的發(fā)光強(qiáng)度的變化，從而可以更有效地保護(hù)視力。上面描述的電壓調(diào)節(jié)電路2和發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)源電路3是兩個(gè)單獨(dú)的電路，然而， 示例性實(shí)施例不限于此，在一些示例中，電壓調(diào)節(jié)電路2可以與發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)源電路3集成在一個(gè)電路中。
如圖2所示，根據(jù)示例性實(shí)施例的光源驅(qū)動(dòng)電路還可以包括電流調(diào)節(jié)電路6。電流調(diào)節(jié)電路6連接在發(fā)光二極管光源4的負(fù)極端和整流橋電路1的負(fù)極端之間，以將在發(fā)光二極管光源4中流動(dòng)的電流調(diào)節(jié)為預(yù)定值。電流調(diào)節(jié)電路6可以起著輸出電壓和/或電流的定量和/或可連續(xù)調(diào)節(jié)的作用，以滿足不同照明設(shè)備的要求。例如，電流調(diào)節(jié)電路6可以包括可變電阻器，從而通過(guò)可以連續(xù)地或分檔地調(diào)節(jié)該可變電阻器的電阻值，以將從發(fā)光二極管光源4的負(fù)極端輸出到整流橋電路1的負(fù)極端的電流調(diào)節(jié)為不同的值。因此，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)地或分檔地調(diào)節(jié)發(fā)光二極管光源4的亮度。在另一個(gè)示例中，電流調(diào)節(jié)電路6可以為阻容耦合電路，其中，電流調(diào)節(jié)電路6可以包括低阻抗的電容器(平滑電容器)，以進(jìn)一步對(duì)于在發(fā)光二極管光源4工作期間可能產(chǎn)生的高壓脈沖進(jìn)行濾波，使得發(fā)光二極管光源 4得到更平滑、穩(wěn)定的電壓。另一方面，當(dāng)發(fā)光二極管光源4長(zhǎng)時(shí)間工作時(shí)，發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)源電路3中的元件和/或發(fā)光二極管光源4中的元件的特性可能劣化或被損壞，因此導(dǎo)致發(fā)光二極管光源4 的亮度發(fā)生不期望的改變。電流調(diào)節(jié)電路6可以補(bǔ)償這樣的亮度改變，從而保證發(fā)光亮度恒定，提高了光源驅(qū)動(dòng)電路和通過(guò)該光源驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)的發(fā)光二極管光源的可靠性。在電流調(diào)節(jié)電路6包括可變電容器和/或可變電阻器的情況下，可以通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)可變電容器的電容值和/或可變電阻器的電阻值來(lái)控制提供到發(fā)光二極管光源4的電壓或流過(guò)發(fā)光二極管光源4的電流，從而保證發(fā)光亮度不被改變。另外，如圖2所示，所述光源驅(qū)動(dòng)電路還可以包括與發(fā)光二極管光源4并聯(lián)連接的濾波穩(wěn)壓電路7，以進(jìn)一步優(yōu)化提供到發(fā)光二極管光源的驅(qū)動(dòng)電壓，提高驅(qū)動(dòng)可靠性。濾波穩(wěn)壓電路7起著進(jìn)一步降低EMI (設(shè)備工作時(shí)發(fā)出的電磁干擾輻射總量)干擾和敏感性，提高光源驅(qū)動(dòng)電路對(duì)發(fā)光二極管光源4的穩(wěn)壓的供電性能。此時(shí)，濾波穩(wěn)壓電路可以消除可能在驅(qū)動(dòng)電壓中殘留的和發(fā)光二極管工作時(shí)產(chǎn)生的有害交流雜波。在圖2中將濾波器電路 7示例性地示出為包括電容器，然而，示例性實(shí)施例不限于此，可以采用已知的各種濾波穩(wěn)壓電路來(lái)實(shí)現(xiàn)濾波穩(wěn)壓電路7。另外，為了保證和提高光源的響應(yīng)速度，對(duì)濾波穩(wěn)壓電路7 中的電容器的值進(jìn)行了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使得光源接通和斷開(kāi)速度非常快。根據(jù)示例性實(shí)施例的光源驅(qū)動(dòng)電路滿足在外部一次電源正常供電條件下發(fā)光二極管得到最佳工作電壓，而且在電壓波動(dòng)很大(100V 300V)狀態(tài)下，也能提供電源，使得發(fā)光二極管光源得以工作。對(duì)一個(gè)成型產(chǎn)品，該電路參數(shù)固化后不需調(diào)整。圖4是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的長(zhǎng)管燈的示意性結(jié)構(gòu)圖。圖5是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的長(zhǎng)管燈中的光源板的示意性剖視圖。根據(jù)示例性實(shí)施例的長(zhǎng)管燈可以為T5型長(zhǎng)管燈、T8型長(zhǎng)管燈或其他類型的長(zhǎng)管燈。如圖4和圖5中所示，根據(jù)示例性實(shí)施例的長(zhǎng)管燈可以包括光源驅(qū)動(dòng)電路板11、光源板12、連接端子13和透光外殼14。在光源驅(qū)動(dòng)電路板 11上設(shè)置有上述的根據(jù)示例性實(shí)施例的光源驅(qū)動(dòng)電路。在光源板12上安裝有電連接到所述光源驅(qū)動(dòng)電路的發(fā)光二極管光源4。光源驅(qū)動(dòng)電路板11和光源板12設(shè)置在透光外殼內(nèi)。 連接端子13設(shè)置在透光外殼14外部并在透光外殼14的兩端上。連接端子13用于將光源驅(qū)動(dòng)電路電連接到諸如市電的外部電源。設(shè)置在光源驅(qū)動(dòng)電路板11上的光源驅(qū)動(dòng)電路連接到連接端子13，以從諸如市電的外部電源接收功率。透光外殼14可以具有特定的形狀， 以滿足T5型長(zhǎng)管燈、T8型長(zhǎng)管燈或其他類型的長(zhǎng)管燈對(duì)形狀的要求。透光外殼14容納光源驅(qū)動(dòng)電路板11和光源板12。從安裝在光源板12上的發(fā)光二極管光源4發(fā)射的光可以透射通過(guò)透光罩14而被發(fā)射到長(zhǎng)管燈外部。安裝在光源板12上的發(fā)光二極管光源4可以包括并聯(lián)連接的多個(gè)發(fā)光二極管組， 每個(gè)發(fā)光二極管組可以包括串聯(lián)連接的多個(gè)發(fā)光二極管LED。包括在發(fā)光二極管光源4中的多個(gè)發(fā)光二極管LED可以被安裝為相對(duì)于光源板12 的垂直方向傾斜，如圖5中所示。通過(guò)上述布置，可以在光源板上在各發(fā)光二極管LED的管體之間形成第一區(qū)域HTA和第二區(qū)域LTA，其中，發(fā)光二極管LED的管體之間的在第一區(qū)域 HTA中的距離小于發(fā)光二極管LED的管體之間的在第二區(qū)域LTA中的距離。例如，可以通過(guò)布置在光源板12上的發(fā)光二極管LED的傾斜，使得至少一些相鄰的發(fā)光二極管LED的管體之間的距離小于至少另一些相鄰的發(fā)光二極管LED的管體之間的距離。因此，即使以管腳距離基本相同的規(guī)則的管腳布置圖案(例如，矩陣圖案)來(lái)將發(fā)光二極管LED安裝在光源板12上，也可以通過(guò)傾斜地安裝發(fā)光二極管LED來(lái)形成第一區(qū)域HTA和第二區(qū)域LTA。因?yàn)榕c在第二區(qū)域LTA中的發(fā)光二極管LED的管體之間的距離相比，在第一區(qū)域 HTA中的發(fā)光二極管LED的管體的之間的距離較小，即，在第一區(qū)域HTA中的發(fā)光二極管 LED的管體更為密集，所以在發(fā)光二極管光源4發(fā)光時(shí)，第一區(qū)域HTA的溫度可以高于第二區(qū)域的溫度。因此，第一區(qū)域HTA也可以稱為高溫區(qū)域，第二區(qū)域LTA也可以稱為低溫區(qū)域。因各區(qū)域的溫度不同會(huì)導(dǎo)致各區(qū)域的氣壓不同。即，高溫區(qū)域的氣壓低于低溫區(qū)域的氣壓。因此，根據(jù)空氣水平運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生風(fēng)的原理可知，高氣壓的低溫區(qū)域的空氣流向低氣壓的高溫區(qū)域，從而產(chǎn)生風(fēng)。在發(fā)光二極管光源4發(fā)光時(shí)，因?yàn)榕c在第二區(qū)域LTA中的發(fā)光二極管LED相比，在第一區(qū)域HTA中的發(fā)光二極管LED的管體更為密集，所以在第一區(qū)域HTA中的溫度高且氣壓低，而在第二區(qū)域LTA中的溫度低且氣壓高。因這樣的氣壓差而產(chǎn)生了從第二區(qū)域LTA(低溫區(qū)域)流到第一區(qū)域HTA(高溫區(qū)域)的氣流，S卩，自然風(fēng)。通過(guò)這樣的從低溫區(qū)域至高溫區(qū)域的氣流的流動(dòng)，加快了發(fā)光二極管LED與其接觸的空氣之間的熱傳遞，從而可以更好地對(duì)發(fā)光二極管LED進(jìn)行散熱。影響半導(dǎo)體發(fā)光二極管及其應(yīng)用產(chǎn)品壽命的一個(gè)非常重要的因素之一是其散熱問(wèn)題。當(dāng)前大功率發(fā)光二極管照明產(chǎn)品的散熱是依靠體積龐大的散熱設(shè)備進(jìn)行自導(dǎo)熱、散熱或用排風(fēng)扇等補(bǔ)助設(shè)備來(lái)進(jìn)行強(qiáng)迫散熱。小功率發(fā)光二極管本身因其工作電流小、發(fā)熱量不大，在其應(yīng)用產(chǎn)品中幾乎不考慮散熱設(shè)計(jì)，因此通常采用等高度、等距離、等角度的整齊排列方式。這種做法對(duì)小功率應(yīng)用產(chǎn)品來(lái)講的確可忽略不計(jì)，但對(duì)制作較大型功率應(yīng)用產(chǎn)品(如路燈)以及需在通風(fēng)不良環(huán)境中長(zhǎng)期工作的照明產(chǎn)品則應(yīng)該在設(shè)計(jì)中，需要認(rèn)真考慮且加以解決其散熱的問(wèn)題。根據(jù)示例性實(shí)施例，通過(guò)將發(fā)光二極管安裝為相對(duì)于光源板的垂直方向傾斜，從而利用了大氣的運(yùn)動(dòng)原理產(chǎn)生的自然風(fēng)所形成的多條熱通道進(jìn)行散熱，因此較好地達(dá)到了自然散熱的最佳效果。優(yōu)選地，包括在發(fā)光二極管光源4中的多個(gè)發(fā)光二極管LED可以被安裝為相對(duì)于光源板12的垂直方向傾斜0°至5°的角度。通常，0°至5°為發(fā)光二極管安裝工藝的允許誤差范圍，并不存在光損失的問(wèn)題。此外，在因根據(jù)產(chǎn)品的用途而選擇的發(fā)光角度大的發(fā)光二極管的情況下，可以加大安裝傾斜角。對(duì)通過(guò)這種安裝方式安裝了 MOO個(gè)發(fā)光二極管的180W的照明產(chǎn)品進(jìn)行了約168 小時(shí)的連續(xù)發(fā)光測(cè)。從測(cè)試開(kāi)始直到測(cè)試結(jié)束，該產(chǎn)品的內(nèi)部溫度始終保持在60°C以下。 從該測(cè)試的結(jié)果可以看出，因?yàn)檫@樣的不規(guī)則的熱通道，使得在小功率半導(dǎo)體二極管照明產(chǎn)品內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)抑制通道內(nèi)的溫升和助力自然散熱的效果。這不僅有助于真正體現(xiàn)半導(dǎo)體冷光源照明的意義，同時(shí)對(duì)與通電使用時(shí)間密切關(guān)聯(lián)的傳統(tǒng)溫升方式進(jìn)行了有效修正。這種散熱方式是一種產(chǎn)生自然風(fēng)能物理原理的生動(dòng)應(yīng)用，節(jié)省了大量的散熱設(shè)備和利用風(fēng)扇等輔助設(shè)備強(qiáng)迫散熱的投入費(fèi)用，而更重要的是半導(dǎo)體光源產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)了一次很好的節(jié)能環(huán)保。另外，因?yàn)閷l(fā)光二極管LED安裝為相對(duì)于光源板12的垂直方向傾斜，所以可以擴(kuò)大長(zhǎng)管燈的照明范圍。另外，因?yàn)榘l(fā)光二極管LED的傾斜角度不同，所以可以實(shí)現(xiàn)與無(wú)影燈的照明效果類似或相同的照明效果，從而進(jìn)一步保護(hù)了在根據(jù)示例性實(shí)施例的長(zhǎng)管燈的照明下的用戶的視力。如上所述，在現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用等高度、等距離、等角度的整齊排列方式來(lái)安裝發(fā)光二極管。然而，根據(jù)示例示例性實(shí)施例，采用不等角的方式來(lái)安裝發(fā)光二極管LED， 即，將發(fā)光二極管LED安裝為相對(duì)于光源板12的垂直方向傾斜，且各個(gè)發(fā)光二極管LED的傾斜角度可以不完全相同，如圖5中所示。在圖5中，各發(fā)光二極管LED的管體之間的具有不同的距離，但是各發(fā)光二極管LED的管腳之間的距離可以相同。換句話說(shuō)，可以以管腳距離基本相同的規(guī)則的管腳布置圖案(例如，矩陣圖案)來(lái)將發(fā)光二極管LED安裝在光源板 12上，而僅將發(fā)光二極管LED安裝為相對(duì)于光源板12的垂直方向傾斜，從而例如不規(guī)則地形成第一區(qū)域HTA和第二區(qū)域LTA。然而，示例性實(shí)施例不限于此，可以以管腳距離不完全相同的管腳布置圖案來(lái)安裝發(fā)光二極管LED，并且/或者將發(fā)光二極管LED安裝為相對(duì)于光源板12的垂直方向傾斜，從而形成第一區(qū)域HTA和第二區(qū)域LTA。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，可以通過(guò)選擇發(fā)光二極管LED的數(shù)量，以實(shí)現(xiàn)6W、9W、 12W、15W、18W、21W等各種額定功率的長(zhǎng)管燈。根據(jù)示例性實(shí)施例，上述的半導(dǎo)體冷光源長(zhǎng)管燈連接到市電插座，220V、50Hz交流電經(jīng)上述的光源驅(qū)動(dòng)電路優(yōu)化、整流、調(diào)節(jié)，輸出相當(dāng)于發(fā)光二極管組工作電壓與光源調(diào)節(jié)電路壓降的和的直流電壓，使得半導(dǎo)體冷光源(即，發(fā)光二極管光源4)正常發(fā)光工作。斷開(kāi)電源時(shí)，光源驅(qū)動(dòng)電路中的各電路自動(dòng)形成有效的快速放電回路，使半導(dǎo)體冷光源迅速熄滅，同時(shí)迅速放掉電路內(nèi)電荷。根據(jù)示例性實(shí)施例的光源驅(qū)動(dòng)電路和包括該光源驅(qū)動(dòng)電路的長(zhǎng)管燈發(fā)光效率高、 具有光源裕度、抗電源干擾能力強(qiáng)。同時(shí)其電耗非常小，發(fā)熱量遠(yuǎn)低于已知的發(fā)光二極管光源，保持燈的低溫不變，并可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期照明不影響視力。為了通用性和低成本，燈外殼采用長(zhǎng)管燈通用燈具材料，滿足廣泛使用和安裝要求，全部元器件實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。電路板安裝基座和透明罩均采用通用性燈具外殼，根據(jù)燈具尺寸的大小和使用要求，可分別制成6W、 9W、12W、15W、18W、21W等不同瓦數(shù)的長(zhǎng)管燈，其互換性、防觸電、絕緣和節(jié)電強(qiáng)度、機(jī)械強(qiáng)度、 安全性等指標(biāo)均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)示例性實(shí)施例，發(fā)光二極管光源可以為半導(dǎo)體冷光源。光源驅(qū)動(dòng)電路和包括該光源驅(qū)動(dòng)電路的長(zhǎng)管燈中采用了半導(dǎo)體冷光源調(diào)節(jié)電路，滿足在外部一次電源正常供電條件下發(fā)光二極管組得到最佳工作電壓，而且在電壓波動(dòng)很大(100V 300V)狀態(tài)下，也能穩(wěn)定提供電源，使得發(fā)光二極管冷光源得以工作。對(duì)一個(gè)成型產(chǎn)品，該電路固化后不需調(diào)離
iF. ο
雖然已經(jīng)示出并描述了示例性實(shí)施例的示例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，示例性實(shí)施例不限于此，在不脫離如權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可以在此進(jìn)行各種改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于驅(qū)動(dòng)包括發(fā)光二極管光源的長(zhǎng)管燈的光源驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述光源驅(qū)動(dòng)電路包括整流橋電路、電壓調(diào)節(jié)電路和發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)源電路，其中，整流橋電路連接到外部電源，以通過(guò)整流橋電路的正極端將經(jīng)整流的第一輸出提供到電壓調(diào)節(jié)電路，電壓調(diào)節(jié)電路調(diào)節(jié)第一輸出的電壓，以生成電壓低于第一輸出的電壓的第二輸出，發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)源電路從電壓調(diào)節(jié)電路接收第二輸出并調(diào)節(jié)第二輸出，以生成具有特定周期的電壓的第三輸出并將該第三輸出提供到發(fā)光二極管光源的正極端，其中，所述特定周期小于第一輸出的電壓的周期。
2.如權(quán)利要求1所述的光源驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述第三輸出的電壓波形為鋸齒波形、矩形波形、三角波形或正弦波形。
3.如權(quán)利要求1所述的光源驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于第三輸出的谷值電壓值大于零，且第三輸出的峰值電壓值小于第一輸出的峰值電壓值。
4.如權(quán)利要求3所述的光源驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于第三輸出的谷值電壓值大于或等于發(fā)光二極管光源的發(fā)光工作電壓值。
5.如權(quán)利要求1-4中的任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的光源驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述光源驅(qū)動(dòng)電路還包括電流調(diào)節(jié)電路，該電流調(diào)節(jié)電路連接在發(fā)光二極管光源的負(fù)極端和整流橋電路的負(fù)極端之間，以將在發(fā)光二極管光源中流動(dòng)的電流調(diào)節(jié)為預(yù)定值。
6.如權(quán)利要求1-4中的任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的光源驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述光源驅(qū)動(dòng)電路還包括保護(hù)和改善電路，該保護(hù)和改善電路連接在外部電源和整流橋電路之間， 并由減輕從外部電源提供到整流橋電路的輸出中的高頻雜波的串聯(lián)連接在外部電源和整流橋電路之間的電感器和過(guò)濾從外部電源提供到整流橋電路的輸出中的高頻雜波的與整流橋電路并聯(lián)連接的電容器組成。
7.一種長(zhǎng)管燈，其特征在于所述長(zhǎng)管燈包括光源驅(qū)動(dòng)電路板，在光源驅(qū)動(dòng)電路板上設(shè)有如權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的光源驅(qū)動(dòng)電路；光源板，在光源板上安裝有電連接到所述光源驅(qū)動(dòng)電路的發(fā)光二極管光源；透光外殼，光源驅(qū)動(dòng)電路板和光源板設(shè)置在該透光外殼內(nèi)；連接端子，用于將光源驅(qū)動(dòng)電路電連接到外部電源。
8.如權(quán)利要求7所述的長(zhǎng)管燈，其特征在于發(fā)光二極管光源包括并聯(lián)連接的多個(gè)發(fā)光二極管組，每個(gè)發(fā)光二極管組包括串聯(lián)連接的多個(gè)發(fā)光二極管。
9.如權(quán)利要求8所述的長(zhǎng)管燈，其特征在于包括在發(fā)光二極管光源中的多個(gè)發(fā)光二極管被安裝為相對(duì)于光源板的垂直方向傾斜，以在光源板上在各發(fā)光二極管的管體之間形成第一區(qū)域和第二區(qū)域，其中，發(fā)光二極管的管體之間的在第一區(qū)域中的距離小于發(fā)光二極管的管體之間的在第二區(qū)域中的距離。
10.如權(quán)利要求9所述的長(zhǎng)管燈，其特征在于包括在發(fā)光二極管光源中的多個(gè)發(fā)光二極管被安裝為相對(duì)于光源板的垂直方向傾斜0°至5°的角度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光源驅(qū)動(dòng)電路和包括該光源驅(qū)動(dòng)電路的長(zhǎng)管燈。所述光源驅(qū)動(dòng)電路包括整流橋電路、電壓調(diào)節(jié)電路和發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)源電路，其中，發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)源電路從電壓調(diào)節(jié)電路接收第二輸出并調(diào)節(jié)第二輸出，以生成具有特定周期的電壓的第三輸出并將該第三輸出提供到發(fā)光二極管光源的輸入端，其中，所述特定周期小于第二輸出的電壓的周期。所述光源驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、微電流電耗低、不發(fā)燙、對(duì)電源抗干擾能力強(qiáng)，具有防爆功能、長(zhǎng)壽免修、通用性好、成本低、長(zhǎng)時(shí)間照明不影響眼睛健康等優(yōu)點(diǎn)，主要性能參數(shù)符合相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。
文檔編號(hào)F21S2/00GK102300371SQ20111022020
公開(kāi)日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月2日
發(fā)明者李光男 申請(qǐng)人:李光男