CN103079312B - 一种在串联电路能有并联电路功能的方法 - Google Patents

Abstract

本方法提供一种用二极管组成的串并联混合器，用它来串联到LED灯的电路中就能起到交直两用的节能灯，这种交直两用节能灯它能够接到220V的交流电源(串联电路)，又能接到12V的直流电源(并联电路)来做照明用。

Description

一种在串联电路能有并联电路功能的方法

技术领域

能适合多种电源的LED节能照明灯

背景技术

随着照明电灯的一次又一次的改革，从白炽灯到日光灯，再到现在的LED半导体发光灯，现在高效节能的LED节能灯被人们选择为近代首选的照明用灯，它的种种优点会越来越受到人们的接受，它是低压半导体的发光器件，据报导：优质的LED的发光率会达到90以上，使用寿命是达到惊人的效果。以后的将来足步的，基本上代替现有的各种照明灯光源，又随着各种各样的新能源的使用，比如风能和太阳能的利用，最终首选的配套的照明灯也会是LED节能灯。

LED节能照明灯是由多个LED发光二极管组成，虽然它的发光率较高，但因单个发光管的功率微小，所以要使它能适合各种功率的照明用灯，就必需增加它们的个数。LED是属半导体发光器，它的正向导通电压大概是3.2V～3.8V，这样的电压就能发光正常发光的电压大概是3.6V左右。单个发光管的功率大概0.06～0.07W左右。需要它来组合成各样功率照明灯，不但是功率上能满足人们的需求，还能在适合各种各样的电源电压的使用，那就必需人为的来串联和并联这些LED单管发光灯，还需要加上元件来实现LED灯的正常照明使用。

目前来说，LED的节能与环保已得到了有关专家和权威部门的认证，各生产厂家已陆续的生产出各种各样的LED节能灯，但目前来说还没一个生产厂家生产出能适合两种电源的LED节能灯。

发明内容

一种在串联电路能有并联电路功能的方法，其特征：在每个串联负载的前后加上由二极管组成的串并联混合器，混合器分为前、中、后三种，它们的接线脚分别用英文字母ABCD来表示，前混合器和后混合器是由两只二极管来组成，前混合器是两只二极管的输出连接在一起，形成三个接线脚ABC，两个输入端和一个已相连接的输出端，两个输入端接线脚为A和B，A是串联支路的正电输入脚，B是并联支的正电输入脚，相连在一起的为C，C为电流的输出脚，而后混合器是两只二极管的输入端连接在一起，也是形成三个接线脚ACD，它和前混合器正好相反，是两个输出端和一个相连接的输入端，相连接的输入端为A，是串并联的正电输入接线脚，两个输出端为C和D，C是串联输出脚，D是并联输出脚，C和D都是接负电的接线脚，中混合器是由三只二极管来组成，它具备有前和后混合器的组合，A端和C端的都有两只二极管相连接，A端是两个二极管的输入端相连接，C端是两个二极管的输出端相连接，总共有四个接线脚ABCD，A和C是同一只二极管，A是二极管的输入端，C是输出端，B和D是另外二两只二极管，B是二极管的输入端，它的输出端是和C相连接，D是另一只二极管输出端，它的输入端是和A相连接，整个电路的连接是：前混合器的C接到前个负载，负载再串接到中混合器的A，中混合器的C再串接到下一个负载，负载再串接到另一个中混合器A，再从C串接到另一个负载，连续接多个中混合器和多个负载后，最后一个负载就串接到后混合器的A，前混合器的A和后混合器的C就是串联电路的两个接线脚，A为接正电、C为接负电，再把电路里所有B和D分别用两条导线连接，B为并联电路的正电接入，D为接负电的接线，电路适合直流电，交流电要整流，整个电路工作分为串联支路和并联支路，串联的工作原理是：直流电源或经整流过的交流电的正电接到前混合器的A，电流就流进前混合器A，再从前混合器C流出，C脚为两只二极管输出端的相连点，二极管是具有单向导通性能，所以电流只能从A和B流进，从C流出，再流经负载，然后从负载流进中混合器A，再从中混合器C流出，再经下一负载，下一中混合器，电路中使用几个中混合器和几个负载是由需要的设计而定，经多个混合器和多个负载串联后，最后一个负载就经过后混合器的A，再从C流回电源的负电，并联支路的工作原理是：直流电流从所有的混合器B流进再经过C流到串联在各个混合器后面的负载，然后从负载后面的各个混合器的D流出，流回电源的负电，各只二极管都具备有单向导通，所以只要不把并联电路B的连线和D的连线短接在一起，就能正常的在这个电路起到串联或并联电路的作用。

因各种LED的节能灯都是以多个单管LED发光管来组成，所以组合的方式不同和附加的元件不同而得到各种不同功率和适合不同的电源电压使用，使用在串联电路能有并联功能的方法，大大的适应各种电源。能组合出交直两用的LED节能灯，就是说利用电子元件和多个LED单管发光灯来组合，就能产生出同一灯就能适应220V交流电和12V或者多种直流电源使用的LED节能灯。这样组装生产出的LED节能灯能够给用户提供了很多方便使用空间，可在住户房间内使用，也可在野外使用；也可作太阳能发电和小型风力发电等的电源照明用灯。经多次的实验，它能够稳定的在交或直流方面使用，而且较安全，它的亮度功率在交直不同的电压都基本相同。生产厂家可以按电路组合生产出具有适合两种电电源的LED照明灯，这样就可单一的生产而适应市场上的各种电源不同的电压需求了。正常的家庭照明220V的交流电可以使用，而且在户外作业的各种各样12V电瓶照明地方都可使用。而且还能在家中220V交流电照明停电的时候接上12V直流电的电瓶来实现照明。

附图说明

图1、是串联电路

图2、是并联电路

图3、是具有串联和并联功能的电路

图4、是把多个LED组合成适合12V、24V直流电照明线路图

图5、是把多个适合12V直流电源的LED组合灯用在220V交流电源的线路图

图6、是用二极管来组成混合器的线路图

图7、是已具有交直两用功能的整套LED照明节能灯的线路图

图8、整个线路的接线方框图。

具体实施方式

大家都知道串联电路能起到承受高压的作用，而流过的电流是相同的；而并联电路是保持电压不变，但流过的电流会增大，它只能适用于低压电源；而我利用了二极管的单向导电功能来组成了串联和并联混合电路，目的是不改变串联电路就能得到并联电路的功能个效果，这样就能适合低电压大电流的直流电的电池来做电源，比如12V或24V的直流电源，又可以用到220V的高压交流电来做电源。

首先确定使用直流电的电压是多少，再确定做多大功率的灯，然后才能把众多的单管LED发光灯组合适合应用的设计线路，现以12V直流电压和功率11W为整个线路使用设计标准，以9个φ5mm“草帽顶”0.06W左右的LED半导体发光管用串联和并联接成3组每组3个，因单管发光的电压不足4V吗，所以在这9个发光管的线路上还要串联上一只电阻，电阻的阻值大约100Ω左右(如图4)，这样组成的由9个发光管和电阻串联在一起的LED灯它就能在12V的直流电压使用，再用这样的12V的LED灯再组合成9组，每组2个，就是两个并联，然后再串联成9组由18个12V来组成，在这9组12V的LED灯的每组前后串联上耐高压的晶体二极管组成的串并联混合器，整个电路总共使用162个发光半导体的LED单管灯和多个由二极管组成的串并联混合器来组成交直两用。

交流部分的线路设计为：用一只1.5FU的电容器其耐压是400V左右来限流降压，在电容上并联一只数百K的电阻，再用一块由四只耐高压的二极管组成的桥式整流来和电容接成的把220V交流电变成能适合使用的直流电源。其接法是电容和电阻并联的一端接到整流器的交流接入端，另一端就和整流器的交流接入另一端接到220V的交流电源。整流器的正负输出端分别接到由9组2个并联，9个串联的LED照明灯上(如图7)。

直流部分的线路是：在9个串联的12VLED灯的每个前后都串接上由二极管组成的串并联混合器，混合器分为前、中、后混合器(如图6)，前混合器用在最前面，也就是在第1个12VLED灯的前面，它的接线脚分别有A、B、C，第1个12VLED灯的电流正电输入端就接到前混合器的C接线脚，而灯的输出端接到中混合器的A接线脚，中混合器的接线脚分别有A、B、C、D，再从中混合器的C接线脚接到第2个12VLED等，然后再接下一个12VLED灯，如此类推。到最后一个12VLED灯，也就是第9个12V的LED灯的后面就接到后混合器的A接线脚，后混合器的接线脚分别有A、C、D。这样一来就成为了由前一个串并联混合器和八个中串并联混合器还有一个后串并联混合器与九个12V的LED灯组成。把所有的前、中、后混合器的B接线脚导线全部连接在一起，也把D接线脚用导线全部连接在一起，B接直流电正极，D接直流电负极，直流电源为电压12V。

这样的整个线路(如图7)就是交两用的LED节能灯了，交流是通过电容限流降压整流块整流出来的正电极去接到前混合器的A接线脚，负电极接到后混合器的C接线脚。而12V的直流电的正极是接到连接一起的B接线脚，负极是接到连接一起D接线脚。最后强调不要在使用交流的时把直流接线脚B和D短路，如果短路了只有1灯和9灯亮，中间的灯就不亮了，还有如果是在交流电照明停电时，使用直流电瓶照明时，必须切断交流电源或者安装有转换开关，这样预防万一，保证绝对安全。

Claims (1)

1.一种在串联电路能有并联电路功能的方法，其特征：在每个串联负载的前后加上由二极管组成的串并联混合器，混合器分为前、中、后三种，它们的接线脚分别用英文字母ABCD来表示，前混合器和后混合器是由两只二极管来组成，前混合器是两只二极管的输出连接在一起，形成三个接线脚ABC，两个输入端和一个已相连接的输出端，两个输入端接线脚为A和B，A是串联支路的正电输入脚，B是并联支的正电输入脚，相连在一起的为C，C为电流的输出脚，而后混合器是两只二极管的输入端连接在一起，也是形成三个接线脚ACD，它和前混合器正好相反，是两个输出端和一个相连接的输入端，相连接的输入端为A，是串并联的正电输入接线脚，两个输出端为C和D，C是串联输出脚，D是并联输出脚，C和D都是接负电的接线脚，中混合器是由三只二极管来组成，它具备有前和后混合器的组合，A端和C端的都有两只二极管相连接，A端是两个二极管的输入端相连接，C端是两个二极管的输出端相连接，总共有四个接线脚ABCD，A和C是同一只二极管，A是二极管的输入端，C是输出端，B和D是另外二两只二极管，B是二极管的输入端，它的输出端是和C相连接，D是另一只二极管输出端，它的输入端是和A相连接，整个电路的连接是：前混合器的C接到前个负载，负载再串接到中混合器的A，中混合器的C再串接到下一个负载，负载再串接到另一个中混合器A，再从C串接到另一个负载，连续接多个中混合器和多个负载后，最后一个负载就串接到后混合器的A，前混合器的A和后混合器的C就是串联电路的两个接线脚，A为接正电、C为接负电，再把电路里所有B和D分别用两条导线连接，B为并联电路的正电接入，D为接负电的接线，电路适合直流电，交流电要整流，整个电路工作分为串联支路和并联支路，串联的工作原理是：直流电源或经整流过的交流电的正电接到前混合器的A，电流就流进前混合器A，再从前混合器C流出，C脚为两只二极管输出端的相连点，二极管是具有单向导通性能，所以电流只能从A和B流进，从C流出，再流经负载，然后从负载流进中混合器A，再从中混合器C流出，再经下一负载，下一中混合器，电路中使用几个中混合器和几个负载是由需要的设计而定，经多个混合器和多个负载串联后，最后一个负载就经过后混合器的A，再从C流回电源的负电，并联支路的工作原理是：直流电流从所有的混合器B流进再经过C流到串联在各个混合器后面的负载，然后从负载后面的各个混合器的D流出，流回电源的负电，各只二极管都具备有单向导通，所以只要不把并联电路B的连线和D的连线短接在一起，就能正常的在这个电路起到串联或并联电路的作用。