限流led光源模組的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種LED照明設(shè)備，尤其是一種限流LED光源模組。該模組包括一市電輸入端，所述的市電輸入端連接一交直流轉(zhuǎn)換電路，所述的交直流轉(zhuǎn)換電路輸出端連接單級(jí)或多級(jí)三極管限流電路，所述的單級(jí)或多級(jí)三極管限流電路串接由一次串聯(lián)的LED芯片組成的LED芯片組。本實(shí)用新型的限流LED光源模組通過多顆LED串聯(lián)，并且通過單級(jí)或多級(jí)并聯(lián)的三極管組成的限流電路吸收超過LED串聯(lián)電壓后的剩余電壓，在提供恒流輸出的同時(shí)，降低每個(gè)三極管的負(fù)載，減小器件的發(fā)熱，同時(shí)降低對(duì)周邊LED芯片的影響，提高了電路器件和發(fā)光器件的使用壽命。
【專利說明】限流LED光源模組【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種LED照明設(shè)備，尤其是一種限流LED光源模組。
【背景技術(shù)】
[0002]從LED光源模組驅(qū)動(dòng)來(lái)看，LED驅(qū)動(dòng)可以分為恒壓驅(qū)動(dòng)與恒流驅(qū)動(dòng)。恒流驅(qū)動(dòng)一般可以分為線性恒流與開關(guān)電源恒流。其中，線性恒流以電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，元器件數(shù)量少，在LED光源模組驅(qū)動(dòng)中得到廣泛采用，現(xiàn)有的線性恒流電路一般采用三種方式限流，1、阻容降壓限流；2、單獨(dú)電阻限流；3、單獨(dú)恒流二極管。但是上述三種方式中，阻容降壓限流存在體積大，電容耐壓性較差的問題，使用穩(wěn)定性不好，電容容易被擊穿；單獨(dú)電阻限流實(shí)在阻容降壓電路基礎(chǔ)上去掉電容，但是由于電阻只是單純起到限流作用，無(wú)法對(duì)電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，而且其發(fā)熱量大，容易是周邊器件在高溫環(huán)境下工作，一般都在110-120°C以上，降低了周邊器件的使用壽命；單獨(dú)恒流二極管限流電路則只能在直流條件下正常工作，不能在交流環(huán)境工作，而且二極管的耐壓性能也比較差，依然存在使用的可靠性的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型提供一種在有效限流的同時(shí)，降低限流線路器件的負(fù)載，減小器件發(fā)熱量的多級(jí)限流LED光源模組。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0005]本模組包括一市電輸入端，所述的市電輸入端連接一交直流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于:所述的交直流轉(zhuǎn)換電路輸出端連接單級(jí)或多級(jí)三極管限流電路，所述的單級(jí)或多級(jí)三極管限流電路串接由一次串聯(lián)的LED芯片組成的LED芯片組，所述的每級(jí)三極管限流電路包括第一三極管和第二三極管，所述的第`一三極管的集電極和基極之間并聯(lián)一分流電阻電路，所述的第一三極管的發(fā)射極連接第二三極管的基極，所述的第一三極管的基極連接第二三極管的集電極，所述的第二三極管的基極串聯(lián)一分壓電阻，第二三極管的基極與第三電阻的串聯(lián)電路與第二三極管的發(fā)射極并聯(lián)后輸出。
[0006]優(yōu)選地，所述的分流電阻電路是由第一電阻和第二電阻組成的并聯(lián)電路。
[0007]優(yōu)選地，所述的多級(jí)三極管限流電路之間相互并聯(lián)形成多級(jí)并聯(lián)三極管限流電路。
[0008]優(yōu)選地，所述的多級(jí)并聯(lián)三級(jí)管限流電路設(shè)于LED芯片組前端。
[0009]優(yōu)選地，所述的多級(jí)并聯(lián)三極管限流電路設(shè)于LED芯片組中段。
[0010]優(yōu)選地，所述的多級(jí)并聯(lián)三極管限流電路設(shè)于LED芯片組末端。
[0011]優(yōu)選地，所述的多級(jí)三極管限流電路依次串聯(lián)。
[0012]優(yōu)選地，LED芯片組由多段間隔設(shè)于與串聯(lián)的多級(jí)三極管限流電路之間的LED串組成。
[0013]優(yōu)選地，所述的市電輸入端與交直流轉(zhuǎn)換電路之間設(shè)有防浪涌電路。
[0014]優(yōu)選地，所述的交直流轉(zhuǎn)換電路為一橋式整流電路。[0015]由于采用了上述方案，本實(shí)用新型的限流LED光源模組通過多顆LED串聯(lián)，并且通過單級(jí)或多級(jí)并聯(lián)的三極管組成的限流電路吸收超過LED串聯(lián)電壓后的剩余電壓，在提供恒流輸出的同時(shí)，降低每個(gè)三極管的負(fù)載，減小器件的發(fā)熱，同時(shí)降低對(duì)周邊LED芯片的影響，提高了電路器件和發(fā)光器件的使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1本實(shí)用新型第一實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的器件發(fā)熱量曲線圖；
[0018]圖3是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4是本實(shí)用新型第三實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖5是本實(shí)用新型第四實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖6是本實(shí)用新型第四實(shí)施例的器件發(fā)熱量曲線圖；
[0022]圖7是本實(shí)用新型第五實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖中:市電輸入端CN、交直流轉(zhuǎn)換電路BR ；
[0024]多級(jí)三極管限流電路1、LED芯片組2 ;
[0025]第一三極管Q1、第二三極管Q2、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3。
【具體實(shí)施方式】
[0026]如圖1所示，本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的提供了一單級(jí)三極管限流電路的限流LED光源模組,該模組包括一市電輸入端，所述的市電輸入端連接一交直流轉(zhuǎn)換電路，所述的交直流轉(zhuǎn)換電路輸出端連接單級(jí)三極管限流電路，交直流轉(zhuǎn)換電路的核芯器件的型號(hào)是MBlOS 1A/1000V MBS封裝，第一三極管Ql所用器件的型號(hào)是D13003 1.5A/400V T0-252封裝，第二三極管Q2所用器件的型號(hào)是2S9013 0.5A/40V S0T-23封裝，第一電阻Rl和第二電阻R2的阻值是貼片電阻1206 11.2ΚΩ 5% 1/4W，第三電阻R3的阻值是貼片電阻120611 Ω 1% 1/4W。在電路工作中，當(dāng)輸入電壓在交流220V的時(shí)候，交直流轉(zhuǎn)換電路的核芯器件MBlOS把交流電轉(zhuǎn)換成220V的直流，220V的直流加在由三極管組成的限流電路與LED光源模組串聯(lián)電路的兩端，LED光源模組兩端的電壓Vf=3.2VX60=192V，所用LED的驅(qū)動(dòng)電流為50mA，三極管限流電路兩端的電壓VQ=220-VF=220-192=28V，第一電阻Rl和第二電阻R2并聯(lián)后為第一三極管Ql提供基極電流Ib=VQ+R=28+ (11200 + 2) =5mA，第二三極管Q2利用電流流過第三電阻R3產(chǎn)生的壓降導(dǎo)通VR3=IXR=0.05X11=0.55V，三極管理論上基極大于發(fā)射極0.7V就能導(dǎo)通，但實(shí)際上使用時(shí)只要0.5V就能導(dǎo)通了。第二三極管Q2的導(dǎo)通使得流入第一三極管Ql基極的電流減小，兩者達(dá)到平衡而使電流輸出穩(wěn)定。所述的單級(jí)或多級(jí)單級(jí)三極管限流電路串接由一次串聯(lián)的LED芯片組成的LED芯片組，所述的每級(jí)三極管限流電路包括第一三極管和第二三極管，所述的第一三極管的集電極和基極之間并聯(lián)一分流電阻電路，所述的第一三極管的發(fā)射極連接第二三極管的基極，所述的第一三極管的基極連接第二三極管的集電極，所述的第二三極管的基極串聯(lián)一分壓電阻，第二三極管的基極與第三電阻的串聯(lián)電路與第二三極管的發(fā)射極并聯(lián)后輸出。工作時(shí)，電路中各器件的發(fā)熱量如圖2所示。
[0027]本第一實(shí)施例的限流LED光源模組可以適用于限流負(fù)載較小的光源模組上，例如連接的LED芯片組串聯(lián)的LED芯片的數(shù)量乘以單個(gè)LED芯片的額定電壓與接入電壓比較接近的情況下，可以穩(wěn)定的使用，但是當(dāng)限流負(fù)載較大時(shí)，三極管的發(fā)熱量會(huì)提升，為了解決此類問題，本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)一步提出以下實(shí)施例:
[0028]本實(shí)用新型的第二實(shí)施例提供了一種多級(jí)三極管限流電路相并聯(lián)作為整體的限流電路，其電路結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括一市電輸入端，所述的市電輸入端連接一交直流轉(zhuǎn)換電路，所述的交直流轉(zhuǎn)換電路輸出端連接由多個(gè)單級(jí)三極管限流電路并聯(lián)而成的多級(jí)并聯(lián)三極管限流電路，交直流轉(zhuǎn)換電路的核芯器件的型號(hào)是MBlOS 1A/1000V MBS封裝，第一三極管Ql所用器件的型號(hào)是D13003 1.5A/400V T0-252封裝，第二三極管Q2所用器件的型號(hào)是2S9013 0.5A/40V S0T-23封裝，第一電阻Rl和第二電阻R2的阻值是貼片電阻1206
11.2ΚΩ 5% 1/4W，第三電阻R3的阻值是貼片電阻1206 32.4 Ω 1% 1/4W。在電路工作中，當(dāng)輸入電壓在交流220V的時(shí)候，交直流轉(zhuǎn)換電路的核芯器件MBlOS把交流電轉(zhuǎn)換成220V的直流，220V的直流加在由三極管組成的限流電路與LED光源模組串聯(lián)電路的兩端，LED光源模組兩端的電壓Vf=3.2VX60=192V,所用LED的驅(qū)動(dòng)電流為50mA，三極管限流電路兩端的電壓VQ=220-VF=220-192=28V，第一電阻Rl和第二電阻R2并聯(lián)后為第一三極管Ql提供基極電流Ib=VQ + R=28+ (11200^2) =5mA,圖中有三條限流支路，每路限流支路流過過的電流為50mA + 3 乂 16.7 mA，第二三極管Q2利用電流流過第三電阻R3產(chǎn)生的壓降導(dǎo)通VR3=IXR=0.0167X32.4=0.54V，三極管理論上基極大于發(fā)射極0.7V就能導(dǎo)通，但實(shí)際上使用時(shí)只要0.5V就能導(dǎo)通了。第二三極管Q2的導(dǎo)通使得流入第一三極管Ql基極的電流減小，兩者達(dá)到平衡而使電流輸出穩(wěn)定。所述的每個(gè)單級(jí)三極管限流電路分別包括第一三極管和第二三極管，所述的第一三極管的集電極和基極之間并聯(lián)一分流電阻電路，所述的第一三極管的發(fā)射極連接第二三極管的基極，所述的第一三極管的基極連接第二三極管的集電極，所述的第二三極管的基極串聯(lián)一分壓電阻，第二三極管的基極與第三電阻的串聯(lián)電路與第二三極管的發(fā)射極并聯(lián)后輸 出，多級(jí)并聯(lián)三極管限流電路的輸出端再連接串聯(lián)的LED芯片組成的LED芯片組。
[0029]由于第二實(shí)施例中通過相互并聯(lián)的多級(jí)三極管限流電路來(lái)實(shí)現(xiàn)限流的作用，可以根據(jù)負(fù)載大小的不同來(lái)設(shè)置并聯(lián)的級(jí)數(shù)，使用更加靈活可靠，而且將多級(jí)三極管限流電路并聯(lián)以后，各級(jí)三極管限流電路可以平均負(fù)載總電流，更進(jìn)一步的減少各級(jí)三極管限流電路的負(fù)載，降低了各級(jí)三極管限流電路的器件發(fā)熱量。
[0030]但是由于第二實(shí)施例中，多級(jí)并聯(lián)三極管限流電路設(shè)置于串聯(lián)的LED芯片組成的LED芯片組的前端，所以電流首先經(jīng)過多級(jí)并聯(lián)三極管限流電路，電流對(duì)多級(jí)并聯(lián)三極管限流電路的器件，尤其是第一三極管的沖擊較大，所以實(shí)際使用中，第一三極管應(yīng)選用規(guī)格較聞的二極管。
[0031]為了降低對(duì)器件選型的要求，降低電路的成本，在第二實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出第三實(shí)施例和第四實(shí)施例。
[0032]如圖4所示，本實(shí)用新型的第三實(shí)施例在第二實(shí)施例的基礎(chǔ)上，將多級(jí)并聯(lián)三極管限流電路設(shè)置于串聯(lián)的LED芯片組成的LED芯片組的中段，交直流轉(zhuǎn)換電路的核芯器件的型號(hào)是MBlOS 1A/1000V MBS封裝，第一三極管Ql所用器件的型號(hào)是D13003 1.5A/400VT0-252封裝，第二三極管Q2所用器件的型號(hào)是2S9013 0.5A/40V S0T-23封裝，第一電阻Rl和第二電阻R2的阻值是貼片電阻1206 11.2ΚΩ 5% 1/4W，第三電阻R3的阻值是貼片電阻1206 32.4 Ω 1% 1/4W。在電路工作中，當(dāng)輸入電壓在交流220V的時(shí)候，交直流轉(zhuǎn)換電路的核芯器件MBlOS把交流電轉(zhuǎn)換成220V的直流，220V的直流加在LED模組串聯(lián)電路I與三極管組成的限流電路與LED光源模組串聯(lián)電路2的兩端，LED光源模組兩端的電壓Vf=3.2VX (N1+N2) =3.2VX 60=192V，所用LED的驅(qū)動(dòng)電流為50mA，三極管限流電路兩端的電壓VQ=220-VF=220-192=28V，第一電阻Rl和第二電阻R2并聯(lián)后為第一三極管Ql提供基極電流Ib=VQ + R=28+ (11200^2) =5mA,圖中有三條限流支路，每路限流支路流過過的電流為50mA + 3 乂 16.7 mA，第二三極管Q2利用電流流過第三電阻R3產(chǎn)生的壓降導(dǎo)通VR3=IXR=0.0167X32.4=0.54V，三極管理論上基極大于發(fā)射極0.7V就能導(dǎo)通，但實(shí)際上使用時(shí)只要0.5V就能導(dǎo)通了。第二三極管Q2的導(dǎo)通使得流入第一三極管Ql基極的電流減小，兩者達(dá)到平衡而使電流輸出穩(wěn)定。即由交直流轉(zhuǎn)換電路輸出后直接連接第一段串聯(lián)的LED芯片，然后將第一段串聯(lián)LED芯片連接到多級(jí)并聯(lián)三極管限流電路的輸入端，再在多級(jí)并聯(lián)三極管限流電路的輸出端連接第二段串聯(lián)的LED芯片。
[0033]如圖5所示，本實(shí)用新型的第四實(shí)施例在第二實(shí)施例的基礎(chǔ)上，將多級(jí)并聯(lián)三極管限流電路設(shè)置于串聯(lián)的LED芯片組成的LED組的末端，及由交直流轉(zhuǎn)換電路輸出后直接連接到串聯(lián)的LED芯片組成的LED芯片組，然后在連接多級(jí)并聯(lián)三極管限流電路。交直流轉(zhuǎn)換電路的核芯器件的型號(hào)是MBlOS 1A/1000V MBS封裝，第一三極管Ql所用器件的型號(hào)是D13003 1.5A/400V T0-252封裝，第二三極管Q2所用器件的型號(hào)是2S9013 0.5A/40VS0T-23封裝，第一電阻Rl和第二電阻R2的阻值是貼片電阻1206 11.2ΚΩ 5% 1/4W，第三電阻R3的阻值是貼片電阻1206 32.4Ω 1% 1/4W。在電路工作中，當(dāng)輸入電壓在交流220V的時(shí)候，交直流轉(zhuǎn)換電路的核芯器件MBlOS把交流電轉(zhuǎn)換成220V的直流，220V的直流加在LED模組串聯(lián)電路I與三極管組成的限流電路與LED光源模組串聯(lián)電路2的兩端，LED光源模組兩端的電壓Vf=3.2VX60=192V，所用LED的驅(qū)動(dòng)電流為50mA，三極管限流電路兩端的電壓VQ=220-VF=220-192=28V，第一電阻Rl和第二電阻R2并聯(lián)后為第一三極管Ql提供基極電流Ib=VQ + R=28+ (11200^2) =5mA,圖中有三條限流支路，每路限流支路流過過的電流為50mA + 3 乂 16.7 mA，第二三極管Q2利用電流流過第三電阻R3產(chǎn)生的壓降導(dǎo)通VR3=IXR=0.0167X32.4=0.54V，三極管理論上基極大于發(fā)射極0.7V就能導(dǎo)通，但實(shí)際上使用時(shí)只要0.5V就能導(dǎo)通了。第二 三極管Q2的導(dǎo)通使得流入第一三極管Ql基極的電流減小，兩者達(dá)到平衡而使電流輸出穩(wěn)定。
[0034]在上述的第三實(shí)施例和第四實(shí)施例中，將多級(jí)并聯(lián)三極管限流電路后置到LED芯片組的中段和末端，使得電流由交直流轉(zhuǎn)換電路輸出后，先經(jīng)過部分或整體的串聯(lián)的LED芯片，再到達(dá)多級(jí)并聯(lián)三極管限流電路，極大的降低了電流對(duì)多級(jí)并聯(lián)三極管限流電路的沖擊，降低了多級(jí)并聯(lián)三極管限流電路中器件的負(fù)載，使得器件的選型更加廣泛，降低了器件要求，也降低了電路成本，并且由此原理可以推出，第四實(shí)施例為最優(yōu)實(shí)施例。圖6是第四實(shí)施例在工作時(shí)各期間的發(fā)熱情況曲線圖，由圖可知，
[0035]除上述第二實(shí)施例至第四實(shí)施例所提出的多級(jí)并聯(lián)三極管限流電路以外，本實(shí)用新型的第五實(shí)施例還提出一種多級(jí)串聯(lián)三極管限流電路:如圖7所示，在第五實(shí)施例中，將所述的單級(jí)三極管限流電路依次串聯(lián)；所述的每個(gè)單級(jí)三極管限流電路分別包括第一三極管和第二三極管，所述的第一三極管的集電極和基極之間并聯(lián)一分流電阻電路，所述的第一三極管的發(fā)射極連接第二三極管的基極，所述的第一三極管的基極連接第二三極管的集電極，所述的第二三極管的基極串聯(lián)一分壓電阻，第二三極管的基極與第三電阻的串聯(lián)電路與第二三極管的發(fā)射極并聯(lián)后輸出，多級(jí)并聯(lián)三極管限流電路的輸出端再連接串聯(lián)的LED芯片組成的LED芯片組。LED芯片組由多段間隔設(shè)于與串聯(lián)的多級(jí)三極管限流電路之間的LED串組成。工作時(shí)，通過多級(jí)串聯(lián)三極管限流電路來(lái)分散負(fù)載總限流量，降低每一級(jí)三極管限流的負(fù)載，提高使用的可靠性，降低發(fā)熱量，延長(zhǎng)使用壽命。
[0036]另外，為了使本實(shí)用新型上述各個(gè)實(shí)施例中的限流LED光源模組能夠抗浪涌，在上述各個(gè)實(shí)施例的市電輸入端與交直流轉(zhuǎn)換電路之間設(shè)有防浪涌電路，防浪涌電路包括一10D471K型防浪涌壓敏電阻。
[0037]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種限流LED光源模組,包括一市電輸入端,所述的市電輸入端連接一交直流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于:所述的交直流轉(zhuǎn)換電路輸出端連接單級(jí)或多級(jí)三極管限流電路，所述的單級(jí)或多級(jí)三極管限流電路串接由一次串聯(lián)的LED芯片組成的LED芯片組，所述的每級(jí)三極管限流電路包括第一三極管和第二三極管，所述的第一三極管的集電極和基極之間并聯(lián)一分流電阻電路，所述的第一三極管的發(fā)射極連接第二三極管的基極，所述的第一三極管的基極連接第二三極管的集電極，所述的第二三極管的基極串聯(lián)一分壓電阻，第二三極管的基極與第三電阻的串聯(lián)電路與第二三極管的發(fā)射極并聯(lián)后輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的限流LED光源模組，其特征在于:所述的分流電阻電路是由第一電阻和第二電阻組成的并聯(lián)電路。
3.如權(quán)利要求2所述的限流LED光源模組，其特征在于:所述的多級(jí)三極管限流電路之間相互并聯(lián)形成多級(jí)并聯(lián)三極管限流電路。
4.如權(quán)利要求3所述的限流LED光源模組，其特征在于:所述的多級(jí)并聯(lián)三級(jí)管限流電路設(shè)于LED芯片組前端。
5.如權(quán)利要求3所述的限流LED光源模組，其特征在于:所述的多級(jí)并聯(lián)三極管限流電路設(shè)于LED芯片組中段。
6.如權(quán)利要求3所述的限流LED光源模組，其特征在于:所述的多級(jí)并聯(lián)三極管限流電路設(shè)于LED芯片組末端。
7.如權(quán)利要求2所述的限流LED光源模組，其特征在于:所述的多級(jí)三極管限流電路依次串聯(lián)。
8.如權(quán)利要求7所述的限流LED光源模組，其特征在于:LED芯片組由多段間隔設(shè)于與串聯(lián)的多級(jí)三極管限流電路之間的LED串組成。
9.如權(quán)利要求2所述的限流LED光源模組，其特征在于:所述的市電輸入端與交直流轉(zhuǎn)換電路之間設(shè)有防浪涌電路。
10.如權(quán)利要求2所述的限流LED光源模組，其特征在于:所述的交直流轉(zhuǎn)換電路為一橋式整流電路。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK203387738SQ201320458357
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月30日
【發(fā)明者】高向明 申請(qǐng)人:廣州市九佛電器有限公司