CN101925227A - 用于控制具有发光二极管的照明单元的电路 - Google Patents

用于控制具有发光二极管的照明单元的电路 Download PDF

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Abstract

一种能够接收整流交流电压的电路，与至少一个发光二极管串联，该电路包括：连接到该电路的第一和第二端子的第一门极可关断晶闸管；和控制电路，当第一和第二端子之间的电压超过阈值时，用于截止第一晶闸管。

Description

用于控制具有发光二极管的照明单元的电路
技术领域
本发明涉及具有发光二极管的照明单元，该发光二极管接收交流电源电压。具体地说，涉及对这类设备供电的电路。
背景技术
长久以来，照明设备由能够接收交流电源，例如220v、50hz电源电压的白炽灯泡或者荧光灯管构成。近来，期望使用发光二极管作为照明设备。特别地，这种二极管具有长寿命和高亮输出。然而，它们需要能够从电源接收交流电压的电源电路。
传统的电路以线性模式工作，即，该电路提供适合于二极管电气特性的直流电压和电源。于是，该二极管在电源电压每个半波的全部持续时间保持导通。这种电源模式的缺点在于会缩短二极管的寿命。此外，线性电源电路通常包括具有昂贵且体积大的缺点的高压电容。
发明内容
本发明一个实施例的目的在于克服给发光二极管供电的电路的所有或部分缺点。
本发明一个实施例的目的在于提供用于提高二极管寿命的电路。
本发明一个实施例的目的在于提供低成本且易于成形的电路。
因而，本发明一个实施例提供一种能够接收整流交流电压的电路，与至少一个发光二极管串联，该电路包括：连接到该电路的第一和第二端子的第一门极可关断晶闸管；和控制电路，当第一和第二端子之间的电压超过阈值时，该控制电路用于截止第一晶闸管。
根据本发明一个实施例，能够接收整流交流电压的所述电路与至少一个发光二极管串联，该电路包括：第二晶闸管，用于连接第一晶闸管的门极到所述第二端子；和第一电阻元件，用于连接第一晶闸管的门极到所述第一端子或施加整流交流电压的端子；
根据本发明的一个实施例，能够接收整流交流电压的所述电路与至少一个发光二极管串联，该电路包括：与第一晶闸管串联的用于设置所述阈值的分压电桥，该分压电桥的中点连接到第二晶闸管的门极。
根据本发明的一个实施例，能够接收整流交流电压的所述电路与至少一个发光二极管串联，该电路进一步包括位于分压电桥的中点和所述第二晶闸管的门极之间的临时电源存储电路。
根据本发明的一个实施例，所述存储电路包括：与电容存储元件串联的第二电阻元件，该第二电阻元件连接所述第二晶闸管的门极到所述第二端子；和连接分压电桥的中点到所述第二晶闸管门极的二极管。
根据本发明的一个实施例，所述分压电桥的电阻率比第一电阻元件的电阻率低。
根据本发明的一个实施例，电容电磁干扰衰减元件连接在所述第一和第二端子之间。
根据本发明的一个实施例，第一晶闸管从所述整流交流电压的每个半波开始导通，导通周期范围在所述半波持续时间的5％和30％之间。
根据本发明的一个实施例，进一步提供一种能够接收交流电压的照明设备，包括：用于调整交流电压的电桥；至少一个发光二极管；和能够接收整流交流电压的电路，该电路与至少一个发光二极管串联，根据上述任何一个实施例，与所述至少一个发光二极管串联连接的电路位于所述整流电桥的输出端子之间。
根据本发明的一个实施例，能够接收整流交流电压的所述电路与至少一个发光二极管串联，形成偶极子。
结合附图，下文将详细讨论本发明的前述目的、特征和优点，但不限于具体实施例的描述。
附图说明
图1示意性地示出了具有发光二极管的照明设备；
图2示出了图1照明设备的简化电路图；
图3示出了图1照明设备的简化电路图；和
图4A-4G是说明图3照明设备工作的简化时序图。
具体实施方式
为了清楚起见，相同的元件在不同的附图中使用相同的参考数字标示。此外，图4A-4G的时序图不是按照实际比例的。
图1是具有发光二极管3的照明设备1的简化视图。
图2是设备1的简化电路图。
设备1包括串联的发光二极管组件3。二极管组件3的端子A和C(图2)连接到电源电路5(电源)。在所示例子中，端子A和C分别对应于串联的二极管组件3的阳极连接端子和阴极连接端子。
电路5能够接收交流电压VAC(图2)，例如，提供适合于二极管组件3电气特性的电源的电源电压。电源电路5的输入端子连接到底座6的端子E和F。底座6可以具有适合于连接插座的任何形状，例如，螺纹。可以提供其他连接方式，例如，直接连线到电源连接器。整个设备装配在密封器7中，只留下连接底座6和二极管3的通路。透明玻璃(未示出)可以保护二极管3。
开关9通常被提供在施加电源电压VAC相位(phase)的端子和底座6的端子E之间，用于控制设备1的供电。开关9对应于由用户控制的墙壁开关。
为了提高二极管的寿命和效率，就眼睛的视觉暂留而言，在电源电压的每个周期仅保持一少部分的二极管导通就足以保证持续照明。
因此，本发明一个实施例的一个方面在于提供一种能够提供脉冲控制信号的电源电路，该二极管根据该脉冲的持续时间接收电源。
图3是图2照明设备的一个实施例的电路图，以更详细地方式说明了电源电路5。
底座的端子E和F连接到全波整流电桥20的交流输入端子，该全波整流电桥20能够在高输出端子H和低输出端子M之间提供整流交流电压VACR。例如，端子M对应于电路的参考电压端子或接地。在所示的例子中，电桥20包括4个二极管21、23、25和27。
在这个例子中，电源电路5进一步包括连接在整流电桥20的输出端子H和M之间的偶极子或控制电路31，该偶极子或控制电路31与二极管组件3串联。二极管组件3的端子A连接到端子H。偶极子31的端子I和J分别连接到二极管组件3的端子C和端子M。
电路31包括门极可关断的晶闸管33，该门极可关断晶闸管33的阳极连接到端子I。例如，由串联的两个电阻35和37形成的分压电桥连接在晶闸管33的阴极和端子J之间。相对于电阻35和37具有固定阻值的电阻39连接在晶闸管33的阳极和门极之间。电阻39在电压VACR每个半波的开始被用于导通晶闸管33。正向连接在晶闸管33的门极和端子J之间的阴极门晶闸管41用于控制晶闸管33的截止。分压电桥调节晶闸管41的导通。
对于其中晶闸管41不能够被快速供电的情况，优选地提供临时电源存储电路。例如，该电路包括电阻43，该电阻43与电容45串联连接并且位于晶闸管41的门极和端子J之间，和二极管47，该二极管47正向连接在分压电桥的中点和晶闸管41的门极之间。
可选地，电容49连接端子I到端子J，从而削弱连接到晶闸管33和41的开关的电磁干扰。
电源电路5可以进一步包括位于电路5输入端子E和F之间的可变电阻29，用于防止可能发生的过电压。
作为一个具体的实施例：
电阻37和43大约几十欧姆，例如大约10Ω；
电阻35大约几百欧姆，例如大约250Ω；
电阻39大约几千欧姆，例如大约75kΩ；
电容45大约几百纳法，例如大约100nF；
电容49大约几十纳法，例如大约10nF。
图4A-4G是简化时序图，示出了图3照明设备不同点上的电压和电流变化的例子。图4A示出了整流交流电压VACR的变化。图4B示出了流经晶闸管33的电流I33的变化。图4C示出了流经晶闸管41的阴极门和阴极之间的电流IG41的变化。图4D示出了晶闸管41两端电压V41的变化。图4E示出了流经晶闸管41的电流I41的变化。图4F示出了流经二极管组件3的电流ILED的变化。图4G示出了端子C和M之间电压VCM的变化。
假设处于稳态，即假设开关9接通。
在电压VACR半波开始时间t0处，晶闸管41截止。电流流经二极管3、电阻39、晶闸管33的门极，以及电阻35和37。从而晶闸管33开始导通。这样在端子A和接地之间建立一条导电通路，经过二极管组件3、晶闸管33，以及具有分压电桥低阻值的电阻35和37。二极管导通。于是电流ILED等于电流I33。
从时间t0开始，晶闸管41的门极电流IG41随着电流I33成比例增加，特别地，该比例系数在取决于分压电桥电阻35和37阻值的因子范围内。对电容器45进行充电的电流进一步流入二极管47的阴极和端子M之间。施加在晶闸管41两端的电压V41等于整流电压VACR减去由二极管组件3和电阻39产生的电压降。电压VCM等于整流电压VACR减去二极管组件3的电压降。
在时间t1，电流IG41达到晶闸管41的导通阈值ITH。晶闸管41的导通使得晶闸管33的门极接地(V41＝0V)，从而使晶闸管33截止。因此流经晶闸管33的电流I33变为零。从而在二极管组件3的端子A和端子M之间存在一条导电通路，经过二极管组件3、电阻39和晶闸管41。在时间t1，电流ILED等于电流I41。选择电阻39的值足够高以使得电流变得相当低(如图4F所示为零)。从而，二极管3在时间t1处基本上截止。分压电桥电阻35和37的值限定电压VACR的阈值，该电压VACR的阈值作为电流IG41所达到的晶闸管41的导通阈值ITH。例如，选择电阻35和37的值，使得二极管3的导通时间范围在整流电压VACR半波持续时间T的5％到30％之间。此外，在时间t1，电压VCM阶跃式地达到电压VACR的值(忽视二极管3中的电压降而考虑电阻39中的电压降)。
为了确保起动晶闸管41，电容45使电流IG41在时间t1之后一段时间保持非零。
晶闸管41保持导通直到导通电流消失，即，直到半波的结束时间t0+T。从而，二极管3在时间t1到t0+T之间保持截止。
在开关9接通的非稳定状态中，接通可以在半波的任何时间发生。这时晶闸管33导通而电流IG41立即达到晶闸管41的导通阈值ITH，从而截止晶闸管33和二极管3直到下一个半波开始。这使得二极管经历了施加在它们端子两端的电压在相当短的时间接近最大的电源电压，从而避免二极管损坏。因而使二极管受到保护。
使用全波整流电桥所提供的二极管控制脉冲的频率等于交流电源电压频率的两倍。这样的频率足以去除由于50Hz或60Hz的电源电压可能产生的闪烁结果。
所提供电路的一个优点在于它成本低，体积小，并且易于成形。
为了形成能够提供脉冲控制信号的电源电压电路，已经使用门极可导通晶闸管代替门极可关断晶闸管33来设计电路。于是这个晶闸管在接近整流电压每个半波的结束时间时必须导通，该二极管保持基本上导通直到每个半波结束。然而，特别在接通开关9时会出现伪电压峰值。这种峰值能够使导通的二极管开启晶闸管。这样，二极管会保持基本上导通直到半波结束。例如，如果开关9在半波开始时已经接通，二极管会接受比已经提供给它们的功率更大的功率，这会使这些二极管受到损坏。
已经描述了本发明具体的实施例。本领域技术人员应当想到各种改变和修改。特别地，本发明应用了任何类型的可用交流电源。此外，发光二极管的数量和它们的连接方式都可以改变。
此外，该发光设备可以包括一个减低亮度的功能，只要分压电桥的其中一个电阻用可变电阻代替。
而且，关于图3所描述的电路中，发光二极管组件的端子A和C分别连接到端子H和门极可关断晶闸管33的阳极端子I，端子H对应于整流电源电压的高压端。根据一个可选实施例，电阻37不再是直接地而是经由二极管组件3连接到端子M。根据另一个变形，电阻39不再连接到端子C，而是连接到端子H。这些变形可以组合在一起。

Claims (10)

1.一种能够接收整流交流电压(VACR)的电路，与至少一个发光二极管(3)串联，该电路包括：
连接到该电路的第一端子(I)和第二端子(J)的第一门极可关断晶闸管(33)；和
控制电路，当第一端子和第二端子之间的电压超过阈值时，用于截止第一晶闸管(33)。
2.如权利要求1的电路，包括：
第二晶闸管(41)，其连接第一晶闸管(33)的门极到所述第二端子(J)；和
第一电阻元件(39)，其连接第一晶闸管的门极到所述第一端子(I)或施加整流交流电压的端子(H)。
3.如权利要求2的电路，包括，与第一晶闸管(33)串联的分压电桥(35，37)，用于设置所述阈值，该分压电桥的中点连接到第二晶闸管(41)的门极。
4.如权利要求3的电路，进一步包括一个临时电源存储电路(43，45，47)，该临时电源存储电路位于分压电桥的中点和所述第二晶闸管(41)的门极之间。
5.如权利要求4的电路，其中所述存储电路包括：
与电容存储元件(45)串联的第二电阻元件(43)，该第二电阻元件(43)连接所述第二晶闸管(41)的门极到所述第二端子(J)；和
二极管，其连接分压电桥(35，37)的中点到所述第二晶闸管(41)的门极。
6.如权利要求3的电路，其中所述分压电桥(35，37)的电阻率比第一电阻元件(39)的电阻率低。
7.如权利要求1的电路，其中电容电磁干扰衰减元件(49)连接在所述第一端子(I)和第二端子(J)之间。
8.如权利要求1的电路，其中第一晶闸管(33)从所述整流交流电压的每个半波开始导通，导通周期范围在所述半波持续时间的5％和30％之间。
9.一种能够接收交流电压(VAC)的照明设备包括：
用于整流交流电压(VAC)的电桥(20)；
至少一个发光二极管(3)；和
如权利要求1所述的电路(31)，其与至少一个发光二极管串联，并位于所述整流电桥(20)的输出端子(H，M)之间。
10.如权利要求9所述的照明设备，其中所述电路(31)形成偶极子。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105873337A (zh) * 2016-05-31 2016-08-17 吴圣铎 缓慢点亮缓慢熄灭照明灯
US20200044438A1 (en) * 2018-08-05 2020-02-06 Shuguang He Dc soft turn-off module

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2399236A (en) * 2003-03-07 2004-09-08 Wen-Hsin Chao Control and protection circuit of LEDs
WO2006107734A1 (en) * 2005-04-04 2006-10-12 Cree, Inc. Semiconductor light emitting circuits including light emitting diodes and four layer semiconductor shunt devices
CN1953626A (zh) * 2005-10-21 2007-04-25 阿尔卡特传输方案德国股份有限公司 用于电气单元阵列的监视设备
GB2435724A (en) * 2006-03-04 2007-09-05 Mood Concepts Ltd TRIAC dimming of LED lighting units

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1327564A (en) * 1971-03-12 1973-08-22 Fiat Spa Ignition control system
DE3528065A1 (de) * 1984-08-06 1986-02-13 Canon K.K., Tokio/Tokyo Einrichtung zur blitzlichtfotografie
US5442258A (en) * 1994-05-04 1995-08-15 Hakuyo Denkyu Kabushiki Kaisha LED lamp device
JP3440680B2 (ja) * 1996-03-13 2003-08-25 オムロン株式会社 ソリッドステートリレー
US20100066265A1 (en) * 2006-11-29 2010-03-18 Hiroshi Itoh Discharge lamp lighting device and projector
JP4430084B2 (ja) * 2007-02-28 2010-03-10 シャープ株式会社 Ｌｅｄ発光装置及びｌｅｄ発光装置を用いた機器及び灯具
JP2009200257A (ja) * 2008-02-21 2009-09-03 Sharp Corp Ｌｅｄ駆動回路

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2399236A (en) * 2003-03-07 2004-09-08 Wen-Hsin Chao Control and protection circuit of LEDs
WO2006107734A1 (en) * 2005-04-04 2006-10-12 Cree, Inc. Semiconductor light emitting circuits including light emitting diodes and four layer semiconductor shunt devices
CN1953626A (zh) * 2005-10-21 2007-04-25 阿尔卡特传输方案德国股份有限公司 用于电气单元阵列的监视设备
GB2435724A (en) * 2006-03-04 2007-09-05 Mood Concepts Ltd TRIAC dimming of LED lighting units

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