專利名稱：Led通電發(fā)光電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于照明、信號顯示或景觀亮化……等的LED通電發(fā)光電路。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，用于照明、信息顯示或景觀亮化……的LED通電發(fā)光電路是采用電源 變換器將100 240V、50 60HZ的市電電源變換成24V低壓電源供電LED負(fù)載。值得注 意的是，電源變換器在進(jìn)行電壓變換時(shí)產(chǎn)生大量的熱，如果采取的散熱措施不當(dāng)，則變換器 會因自身溫度過高而導(dǎo)致“死燈”，特別是在一些需長時(shí)間工作的場合更常見，并且使用電 源變換器使LED通電發(fā)光電路產(chǎn)品的成本、耗電及故障率都增加了。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種LED通電發(fā)光電路，能夠直接使 用市電電源供電LED負(fù)載，降低了產(chǎn)品的成本、耗電及故障率。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種LED通電發(fā)光電路，包括電源、電 源開關(guān)和LED負(fù)載，所述LED負(fù)載是包括LED單元和保護(hù)元件的受保護(hù)LED負(fù)載，保護(hù)元件 與LED單元并聯(lián)連接，使LED單元承受的工作電壓限定在安全電壓范圍。所述的受保護(hù)LED負(fù)載包括LED單元和保護(hù)元件，所述LED單元可以是由單只LED 管子成為一個(gè)LED單元，也可以是采用二只或多只LED管子并聯(lián)連接(正極接正極，負(fù)極接 負(fù)極)組成一個(gè)LED單元；所述保護(hù)元件是電阻，一只電阻與一個(gè)LED單元(或一個(gè)LED串 單元)并聯(lián)連接組成一個(gè)LED單元組，然后由N個(gè)(或N/M個(gè))LED單元組順向串聯(lián)連接組 成受保護(hù)LED負(fù)載。所述的受保護(hù)LED負(fù)載包括LED單元和保護(hù)元件，所述的LED單元可以是由單只 LED管子成為一個(gè)LED單元，也可以是采用二只或多只LED管子并聯(lián)連接(正極接正極，負(fù) 極接負(fù)極)組成一個(gè)LED單元；所述保護(hù)元件是穩(wěn)壓管，一只穩(wěn)壓管與一個(gè)LED單元并聯(lián)連 接(穩(wěn)壓管的負(fù)極與LED單元的正極相接，穩(wěn)壓管的正極與LED單元的負(fù)極相接)組成一 個(gè)LED單元組，然后由N個(gè)LED單元組順向串聯(lián)連接組成受保護(hù)LED負(fù)載。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的受保護(hù)LED負(fù)載能夠直接使用市電電源供電，降低了 LED通電發(fā)光電路產(chǎn)品的成本、耗電及故障率。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的電路圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例二的電路圖。圖3是本發(fā)明增加限流功能的電路圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一的LED通電發(fā)光電路LED負(fù)載的一個(gè)LED單元與一個(gè)保護(hù)元件并聯(lián)連接 組成一個(gè)LED單元組，然后由N個(gè)LED單元組順向串聯(lián)連接組成一串正、負(fù)單向性受保護(hù) LED負(fù)載。請參閱圖1，采用一只LED管子便可成為一個(gè)LED單元，在需用更多LED管子的 場合可以采用二只或多只LED管子并聯(lián)連接(正極接正極，負(fù)極接負(fù)極)組成一個(gè)LED單 元，為使圖面簡潔本實(shí)施例采用一只LED管子成為一個(gè)LED單元來說明，本實(shí)施例采用電阻 R為保護(hù)元件，將一只電阻I^n與一個(gè)LED單元Ln并聯(lián)連接組成第η個(gè)LED單元組，然后由N 個(gè)LED單元組順向串聯(lián)連接組成一串正、負(fù)單向性受保護(hù)LED負(fù)載，其中η值是1，2，…… N，由于LED管子的額定電壓Ut和額定電流It等參數(shù)的不一致性，基本上按NXUt >仏來選 取N值，還要使每只LED管子實(shí)際承受的工作電壓和工作電流不超過該LED產(chǎn)品規(guī)定的許 可值，由于通常是使用同一種額定電壓值(例如3. IV)的LED管子用于同一個(gè)LED負(fù)載，本 例隊(duì) &選用同一阻值的電阻，可在10ΚΩ 100ΚΩ的電阻范圍內(nèi)選用，阻值太小則 耗電大，若選用極高阻值的I^n會因潮氣影響阻值的穩(wěn)定性；所述電源是世界現(xiàn)行的100 240V、50 60Hz的市電電源U1, U1的零、相線是N端、L端；所述電源開關(guān)是常用的半導(dǎo)體 無觸點(diǎn)開關(guān)或機(jī)械觸點(diǎn)開關(guān)，開關(guān)K的兩端分別與電源U1的L端和橋式整流(簡稱4D)輸 入端2相接，電源U1的N端與4D的輸入端1相接，4D的輸出端3、4端分別與受保護(hù)LED負(fù) 載的正、負(fù)端相接，開關(guān)K關(guān)斷時(shí)LED通電發(fā)光電路不工作，開關(guān)K接通時(shí)電源U1經(jīng)4D變 換成每秒100個(gè)正半周(U1為50Hz時(shí))的脈波式直流電壓U2從4D輸出端3、4輸出到受保 護(hù)LED負(fù)載的正、負(fù)兩端，U2即時(shí)被分配到各個(gè)保護(hù)電阻R1 &上，每只保護(hù)電阻I^n分配 到的電壓是U2ZN，使每個(gè)LED單元承受的電壓限定在U2ZN，U2的電壓幅值與U1的電壓幅值 大小近似，N值是上述按NXUt > U1來選取的，U2/N是在選用的LED管子工作電壓的安全范 圍之內(nèi)，在開關(guān)K接通瞬間是保護(hù)電阻保護(hù)了 LED管子，避免了因響應(yīng)時(shí)間不一致引發(fā)的損 傷從而能夠正常通電發(fā)光。
本發(fā)明LED通電發(fā)光電路還適用于各種頻率、各種大、小電壓值的交、直流電源。上述 受保護(hù)LED負(fù)載是一只電阻與一個(gè)LED單元并聯(lián)連接組成一個(gè)LED單元組，是一對一的保 護(hù)方式。也可以是先由M個(gè)LED單元順向串聯(lián)組成一個(gè)LED串單元，一個(gè)LED串單元與一 只電阻并聯(lián)組成一個(gè)M型LED單元組，然后由N/M個(gè)M型LED單元組順向串聯(lián)連接組成M 型受保護(hù)LED負(fù)載，是一對M的保護(hù)方式，其好處是可減少保護(hù)電阻的數(shù)量，節(jié)省電阻元件 費(fèi)和電阻安裝費(fèi)，可通過簡單的電路調(diào)試選用合適的M值，LED通電發(fā)光應(yīng)用廣泛，也可以 由上述的LED單元或LED單元組通過各種型式的并、串聯(lián)組成雙向式或其他各種型式的受 保護(hù)LED負(fù)載。實(shí)施例二的LED通電發(fā)光電路LED負(fù)載的一個(gè)LED單元和一個(gè)保護(hù)元件并聯(lián)連 接組成一個(gè)LED單元組，然后由N個(gè)LED單元組順向串聯(lián)連接組成一串正、負(fù)單向性受保 護(hù)LED負(fù)載，請參見圖2，采用一只LED管子可成為一個(gè)LED單元，在需用更多LED管子的 場合可以采用二只或多只LED管子并聯(lián)連接(正極接正極，負(fù)極接負(fù)極)組成一個(gè)LED單 元，本實(shí)施例采用一只LED管子成為一個(gè)LED單元來說明，本實(shí)施例采用穩(wěn)壓管D為保護(hù)元 件，通常LED負(fù)載是由額定電壓相同(如3.1伏)的LED管子組成，所以保護(hù)元件也選用相 同穩(wěn)壓值的穩(wěn)壓管D，將一只穩(wěn)壓管Dn與一個(gè)LED單元Ln并聯(lián)連接(穩(wěn)壓管的負(fù)極與LED 單元的正極相接，穩(wěn)壓管的正極與LED單元的負(fù)極相接)組成第η個(gè)LED單元組，然后由N個(gè)LED單元組順向串聯(lián)連接組成一串正、負(fù)單向性受保護(hù)LED負(fù)載，其中η是1，2，……N， N值的選取與實(shí)施例一同。所述電源是世界現(xiàn)行100 M0V、50 60Hz的市電電源U1, U1 的零、相線是N端、L端；所述電源開關(guān)是常用的半導(dǎo)體無觸點(diǎn)開關(guān)或觸點(diǎn)開關(guān)，開關(guān)K兩端 分別與U1的L端和橋式整流(簡稱4D)輸入端2相接，仏的N端與4D的輸入端1相接，4D 輸出端3、4分別與正、負(fù)單向性受保護(hù)LED負(fù)載的正、負(fù)端相接，開關(guān)K關(guān)斷時(shí)，LED通電發(fā) 光電路不工作，開關(guān)K接通時(shí)電源U1經(jīng)4D變換成每秒100個(gè)正半周(U1為50Hz時(shí))的脈 波式直流電壓U2從4D的輸出端3、4送到受保護(hù)LED負(fù)載的正、負(fù)兩端，U2即時(shí)被分配到N 個(gè)穩(wěn)壓管上使穩(wěn)壓管首先進(jìn)入穩(wěn)壓狀態(tài)，穩(wěn)壓管兩端并使LED單元兩端電壓限定在LED單 元的安全工作電壓范圍，LED單元通電發(fā)光后，LED單元兩端電壓是3. IV低于穩(wěn)壓管的穩(wěn) 壓值，迫使穩(wěn)壓管退出穩(wěn)壓狀態(tài)，不耗電，穩(wěn)壓管的選用是取其穩(wěn)壓值既要高于與其并聯(lián)的 LED單元的額定工作電壓3. 1伏又要低于LED管子產(chǎn)品規(guī)定的最大安全電壓值，例如可選 用3. 6伏的穩(wěn)壓管，要選用響應(yīng)快速的穩(wěn)壓管，響應(yīng)時(shí)間越小越好，穩(wěn)壓管的最大穩(wěn)定電流 應(yīng)高于LED單元的工作電流，使得當(dāng)某個(gè)LED單元損壞開路時(shí)與其并聯(lián)的穩(wěn)壓管馬上進(jìn)入 穩(wěn)壓狀態(tài)起通流的作用從而避免整片死燈。 請參閱圖3，是本發(fā)明增加限流電路的配合運(yùn)用，一種LED通電發(fā)光電路包括電 源、電源開關(guān)和LED負(fù)載，所述電源是100 240V、50 60Hz的市電電源U1, U1的零、相線 是N端、L端；所述電源開關(guān)是常用的半導(dǎo)體無觸點(diǎn)開關(guān)或觸點(diǎn)開關(guān)K ；所述LED負(fù)載是一 串正、負(fù)單向性受保護(hù)LED負(fù)載，為使圖面簡潔，簡稱為LED負(fù)載5。電阻R1 R5、VT1, VT2 組成限流電路，開關(guān)K的兩端分別與電源U1的L端和橋式整流(簡稱4D)輸入端2相接，U1 的N端與4D的輸入端1相接，4D的正輸出端3與受保護(hù)LED負(fù)載5的正端相接于A點(diǎn)，受 保護(hù)LED負(fù)載5的負(fù)端與限流電阻&相接于B點(diǎn)，R2的另一端與采樣電阻R1相接于C點(diǎn)， R1的另一端與4D的負(fù)輸出端4相接于D點(diǎn)，R3 —端與D點(diǎn)相接后另一端與&相接于E點(diǎn)， R4的另一端與&相接于F點(diǎn)，&的另一端接A點(diǎn)，場效應(yīng)管VT1的源極S、漏極D、柵極G分 別與D點(diǎn)、F點(diǎn)、c點(diǎn)相接，功率MOSFETVT2的源極S、漏極D、柵極G分別與c點(diǎn)、Β點(diǎn)、Ε點(diǎn)相 接，R3、R4、R5的取值應(yīng)保證當(dāng)VT1處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)E點(diǎn)處于高電位(D點(diǎn)為零電位)使VT2 充分導(dǎo)通，而當(dāng)VT1處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)E點(diǎn)處于低電位使VT2截止。開關(guān)K關(guān)斷時(shí)LED通電發(fā) 光電路不工作，開關(guān)K接通后電源U1經(jīng)4D變換為每秒100個(gè)(U1為50Hz時(shí))正半周的脈 波式直流電源U2從4D的輸出端3、4輸出送到LED負(fù)載電路，受保護(hù)LED負(fù)載5的負(fù)載電流 Il流經(jīng)，當(dāng)IL在正常值范圍時(shí)C點(diǎn)的電位ILXR1小于VT1的導(dǎo)通閥值電壓VcsUhhVT1 處于截止?fàn)顟B(tài)，E點(diǎn)電位處于高電位VT2處于充分導(dǎo)通狀態(tài)將限流電阻&短路，電路的總負(fù) 載是負(fù)載5+禮，選用VT1時(shí)盡量選取其導(dǎo)通閥值電壓低一些的如1伏左右，這樣可使R1小一 些利于電路用電高效率，當(dāng)込升高超出安全范圍時(shí)^XR1高于VT1的導(dǎo)通閥值電壓使VT1 導(dǎo)通使E點(diǎn)電位處于低電位迫使VT2截止，電路的總負(fù)載是負(fù)載5+ + ,總負(fù)載增加使負(fù) 載電流降到安全范圍，可按限流要求選取合適的&，也可以選用1個(gè)或多個(gè)LED單元組取代 &，這樣可在降低IL的情況下照度(用于LED照明時(shí))不降低，但成本會增加小小。VT2S 選用其漏極電流額定值大于負(fù)載電流I導(dǎo)通電阻Rds(ON)越小越好，例如可選用2SKU86。 上述是單級梯級式限流，可按實(shí)際需要采用多級梯級式限流。
權(quán)利要求
1.一種LED通電發(fā)光電路，包括電源、電源開關(guān)和LED負(fù)載，其特征在于所述LED負(fù) 載是包括LED單元和保護(hù)元件的受保護(hù)LED負(fù)載，保護(hù)元件與LED單元并聯(lián)連接，使LED單 元承受的工作電壓限定在安全電壓范圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED通電發(fā)光電路，其特征在于所述保護(hù)元件是電阻，一只 電阻與一個(gè)LED單元(或一個(gè)LED串單元)并聯(lián)連接組成一個(gè)LED單元組，然后由N個(gè)(或 N/M個(gè))LED單元組順向串聯(lián)連接組成受保護(hù)LED負(fù)載。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED通電發(fā)光電路，其特征在于所述保護(hù)元件是穩(wěn)壓管，一 只穩(wěn)壓管與一個(gè)LED單元并聯(lián)連接(穩(wěn)壓管的負(fù)極與LED單元的正級相接，穩(wěn)壓管的正極 與LED單元的負(fù)極相接)組成一個(gè)LED單元組，然后由N個(gè)LED單元組順向串聯(lián)連接組成 受保護(hù)LED負(fù)載。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種LED通電發(fā)光電路，包括電源、電源開關(guān)和LED負(fù)載，所述LED負(fù)載是包括LED單元和保護(hù)元件的受保護(hù)LED負(fù)載，保護(hù)元件與LED單元并聯(lián)連接，使LED單元所承受的工作電壓限定在安全電壓范圍，使LED通電發(fā)光電路能夠直接使用市電電源供電LED負(fù)載，降低了LED通電發(fā)光電路產(chǎn)品的成本、耗電及故障率。
文檔編號H05B37/02GK102149241SQ20111012272
公開日2011年8月10日 申請日期2011年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月11日
發(fā)明者羅宏基 申請人:羅宏基