CN101883463A - 恒流式ac led(交流二极管)照明电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种恒流式AC LED照明电路，包括整流模块、至少一个恒流模块、至少一个发光二极管，所述整流模块连接恒流模块，所述恒流模块与发光二极管相串联，所述恒流模块包括PCB板，所述PCB板上设置有LED芯片。本发明采用普通的LED，外加AC交流电，同时配合整流模块、恒流二极管(或齐纳二极管)，具有高电压驱动保护的功能，只需要提高恒流二极管耐电压或增加恒流二极管的数量，电压宽度就可以超标准产品电压的100％甚至更高电压应用；本发明设有恒流二极管具有恒定亮度；不受外部电压的影响。
Description
技术领域
本发明涉及发光LED和LED照明驱动电路，具体地说，是一种恒流式AC LED照明电路。
背景技术
LED光源作为绿色、节能、省电、长寿命的第四代照明灯具而异军突起、广受关注、如火如荼地迅速发展。目前的LED光源是低电压(VF＝2→3.6V)、大电流(IF＝200→1500mA)工作的半导体器件，必须提供合适的直流流才能正常发光。直流(DC)驱动LED光源发光的技术已经越来越成熟，由于我们日常照明使用的电源是高压交流(AC100～220V)，所以必须使用降压的技术来获得较低的电压，常用的是变压器或开关电源降压，然后将交流(AC)变换成直流(DC)，再变换成直流恒流源，才能促使LED光源发光。因此直流驱动LED光源的系统应用方案是：变压器+整流(或开关电源)+恒流源(如图1所示)。LED灯具里必然要有一定的空间来安置这个模块，但是对于E27标准螺口的灯具来说空间十分有限，很难安置。无论是经由变压器+整流或是开关电源降压，系统都会有一定量的损耗，DC LED在交流、直流之间转换时约15％～30％的电力被损耗，系统效率很难做到90％以上。如果能用交流(AC)直接驱动LED光源发光，系统应用方案将大大简化，系统效率将很轻松地达到90％以上。
韩国汉城半导体公司即今天的首尔半导体早在2005年已发明可以用交流直接驱动使其发光的AC LED，其次是美国3N技术开发MOCVD生长技术基础上的氮化镓衬底，可以增进照明和传感器的应用，并降低成本和提高生产效率。我国台湾省“工业技术研究院”2008年也完成可产业化生产并有实际应用系统方案的AC LED产品，可直接插电于60Hz或更高频率的AC 110V交流压使其交流发光，应用于指示灯、霓虹灯、低瓦数照明灯，能有效解决现有LED无法直接在交流源下使用，造成产品应用成本较高的缺点。与白炽灯、卤素灯、荧光日光灯、荧光节能灯、直流LED灯相比，AC LED灯具有更节能省电、更长寿、更有能效的高性价比。AC LED发光省去了成本不菲的电源供应器做直流、交流转换，节约能源。
现有的AC LED光源的工作原理如图2所示，将一堆LED微小晶粒采用交错的矩阵式排列工艺均分为五串，AC LED晶粒串组成类似一个整流桥，整流桥的两端分别联接交流源，另两端联接一串LED晶粒，交流的正半周沿间断线通路流动，3串LED晶粒发光，负半周沿虚线通路流动，又有3串LED晶粒发光，四个桥臂上的LED晶粒轮番发光，相对桥臂上的LED晶粒同时发光，中间一串LED晶粒因共用而一直在发光。在60Hz的交流中会以每秒60次的频率轮替点亮。整流桥取得的直流是脉动直流，LED的发光也是闪动的，LED有断电余辉续光的特性，余辉可保持几十微秒，因人眼对流动光点记忆是有惰性的，结果人眼对LED光源的发光+余辉的工作模式解读是连续在发光。LED有一半时间在工作，有一半时间在休息，因而发热得以减少40％～20％，因此AC LED的使用寿命较DC LED长。但是这种AC LED的发光模式存在两个缺陷：一是可以应用电压范围在产品标准电压幅度的±10％范围内；二是照明亮度、电流等跟随电压波动。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种恒流式AC LED照明电路，由普通的LED外加AC交流电，同时配合整流模块、恒流二极管(或齐纳二极管)组成，能宽电压驱动，具有恒定的照明亮度，以克服现有的AC LED灯驱动电压太窄，照明亮度不稳定等的缺陷，高温工作不稳定等缺陷。
本发明是通过以下技术方案实现的：
恒流式AC LED照明电路，包括整流模块、至少一个恒流模块、至少一个发光二极管，所述整流模块连接恒流模块，所述恒流模块与发光二极管相串联，所述恒流模块包括PCB板，所述PCB板上设置有P-N结，所述P-N结为LED芯片。
所述AC LED照明电路，包括整流模块、至少一个齐纳二极管、至少一个发光二极管，所述整流模块连接齐纳二极管，所述齐纳二极管与发光二极管相串联或并联。
所述AC LED照明电路，包括整流模块、一个恒流二极管、一个发光二极管，所述整流模块连接所述恒流二极管，所述恒流二极管与所述发光二极管相串联。
所述AC LED照明电路，包括整流模块、一个齐纳二极管、一个发光二极管，所述整流模块连接所述齐纳二极管，所述齐纳二极管与所述发光二极管相串联或并联，所述整流模块为一桥形电路。
所述PCB板为一散热板。
所述整流模块设置在发光二极管的灯头内。
所述齐纳二极管设置在发光二极管的灯头内。
所述PCB板的结构与灯具内部灯头处的结构相匹配。
有益效果：本发明采用普通的LED，外加AC交流电，同时配合整流模块(恒流二极管或齐纳二极管)，具有高电压驱动保护的功能，只需要提高恒流二极管耐电压或增加恒流二极管的数量，AC LED电压宽度就可以超标准产品电压的100％，甚至更高应用；本发明设有恒流二极管具有恒定亮度；不受外部电压的影响。
附图说明
图1为直流驱动LED光源的电路模块图；
图2现有的AC LED光源的工作原理电路图以及电压在输入和输出时的变化对比图；
图3本发明恒流式AC LED照明电路一个实施例的电路连接图；
图4本发明恒流式AC LED照明电路中恒流二极管的结构示意图；
图5本发明恒流式AC LED照明电路再一个实施例的电路连接图；
图6本发明恒流式AC LED照明电路又一个实施例的电路连接图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1(AC LED照明电路包括：整流模块、一个恒流二极管、一个发光二极管)：
参看图3，本实施例包括整流模块1、恒流二极管2、发光二极管3，整流模块1连接恒流二极管2，恒流二极管2与发光二极管3相串联。整流模块1为一桥形电路，起整流作用，通过整流模块1的AC变为DC。
参看图3和图4，恒流二极管2起稳定电流的作用，恒流二极管2包括P-N结22，P-N结22设置在一PCB板21上。PCB板21一是用来设置P-N结22，同时还兼有散热的作用。PCB板21的边缘处引出两条导线23。
本发明在制造AC LED灯具时，整流模块1、恒流二极管2均设置在发光二极管3的灯头内，以保证外观美观，携带方便。
实施例2(AC LED照明电路中每个发光二极管均串联一个恒流二极管)：
参看图5，本实施例包括整流模块、恒流二极管、发光二极管，整流模块连接恒流二极管，恒流二极管与发光二极管相串联。其中每个发光二极管均串联一个恒流二极管，以保证AC LED照明具有恒定的亮度。
实施例3(AC LED照明电路中需要至少一个恒流二极管、至少一个发光二极管)：
参看图6，本实施例包括整流模块、至少一个恒流二极管、至少一个发光二极管，整流模块连接恒流二极管，恒流二极管与发光二极管相串联。本实施例中，恒流二极管至少要一个，发光二极管也只好一个，根据设置的需要增加数量。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.恒流式AC LED照明电路，其特征在于，包括整流模块、至少一个恒流模块、至少一个发光二极管，所述整流模块连接恒流模块，所述恒流模块与发光二极管相串联，所述恒流模块包括恒流二极管，所述恒流二极管包括PCB板，所述PCB板上设置有P-N结。
2.根据权利要求1所述的恒流式AC LED照明电路，其特征在于，所述AC LED照明电路，包括整流模块、至少一个齐纳二极管、至少一个发光二极管，所述整流模块连接齐纳二极管，所述齐纳二极管与发光二极管相串联或并联。
3.根据权利要求1所述的恒流式AC LED照明电路，其特征在于，所述AC LED照明电路，包括整流模块、一个恒流二极管、一个发光二极管，所述整流模块连接所述恒流二极管，所述恒流二极管与所述发光二极管相串联。
4.根据权利要求1所述的恒流式AC LED照明电路，其特征在于，所述AC LED照明电路，包括整流模块、一个齐纳二极管、一个发光二极管，所述整流模块连接所述齐纳二极管，所述齐纳二极管与所述发光二极管相串联或并联。
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