CN103470997A - 一种省线led灯串簇的输出电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种省线LED灯串及省线LED灯串簇的输出电路。所述的省线LED灯串包括两根电线和至少一组子灯串，每组子灯串包含1～100个LED，每组子灯串并联于所述的两根电线上。一种N串省线LED灯串簇，由N串所述的省线LED灯串相互串联组合，相同的电路节点用同一根电线连接，连接所述N串省线LED灯串簇所需的电线数目为N+1条，N为正整数。所述的输出电路包括电源、控制模块、驱动模块、所述的省线LED灯串簇；所述的控制模块产生驱动信号送给驱动模块，所述的驱动模块和省线LED灯串簇相连接；所述的电源与驱动模块相连接，电源为驱动模块供电。采用本发明所述的输出电路，可以取得传统连接方式同样的显示效果，同时大幅度节省了电线，简化了工艺，降低了生产成本。

Description

一种省线LED灯串簇的输出电路

技术领域

本发明涉及圣诞灯、节日灯、装饰灯领域，尤其涉及一种LED灯串簇的输出电路。 

背景技术

随着社会的发展，生活水平的提高，LED灯串不但广泛应用于圣诞节等各种节日的应景装饰，而且应用于家庭装修及各种娱乐场所。与传统的白炽灯串相比，LED灯有着不可比拟的优点，如能耗低，色彩艳丽。通过选取不同单色的LED配以彩色的灯串结合相应的控制方法，可以产生常亮、渐变、 

闪烁等多种灯光显示效果，灯串的长度、路数、每一路的LED个数可以根据具体要求定制。传统多路灯串接线方法为共阳极，不共阴极，先串联后并联的连接方式。如图2所示为传统接法的连接示意图，两路LED灯串，每路含100个LED，其连接方式是将LA10、LA11……LA19十个LED串联成第一组子灯串直到LA100、LA101……LA109十个LED串联成第十组子灯串，然后把这10组子灯串全并联组成一路LED灯串；另一路含100个LED的灯串也一样组成。最后，两路LED灯串采取共阳极的方法一根线接正电源，每路阴极都单独引一根线出来接驱动引线连控制模块以实现不同的显示效果。这样2路LED灯串至少要3根线。如果是N路LED灯串，至少要N+1根线。根据这类产品的相关规定，线通常是铜线而且有最小截面积的限定。每路LED灯串中LED数目越多，铜线越长，再考虑到驱动电流在铜线上的压降，铜线需要越粗，铜线越长越粗，材料成本越高；再考虑到每路LED灯串里有串联有并联的子灯串，连线复杂性增加，生产工艺更复杂，同时也进一步增加了铜线的消耗量，带来材料成本和生产成本的上升。铜线成本在整个LED灯串产品中占的比例是相当高的，甚至可达50%以上，但根据相关产品电线最小截面积的规定不能单纯靠减少线径去减少用铜量，要靠减少连接电线的数目。同时随着原材料成本和生产成本的上涨，这种传统接线方法更加严重削弱了产品的市场竞争力，同时考虑到这种LED灯串产品的巨大使用量以及随着节能环保的需要LED灯串产品更加广泛的使用，其当前和将来预期造成的浪费也是相当巨大的。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种省线LED灯串和一种省线LED灯串簇的输出电路。这种特殊连接方式的LED灯串和LED灯串输出电路，在取得与传统连接方式同样的显示效果的前提下，大幅度减少电线的使用量，降低了成本，节约了材料，同时克服电线过长线路压降损耗带来的电线上各处电压不均的问题。所述的显示效果指LED灯串亮、暗带给人的视觉感受。 

为达到上述目的，本发明采取的技术方案如下： 

1.提出一种省电线连接的省线LED灯串簇，适用于N串省线LED灯串连接（一串及一串以上的省线LED灯串的连接，N为正整数），采用本方案可减少电线的使用量和连接的复杂程度，降低成本，节约材料；

2.提出一种省线LED灯串簇的输出电路，包括所述省线LED灯串簇，能够取得与传统连接方式同样的显示效果，同时大幅度减少电线的使用量，降低了成本，节约了材料；

3.提出一种省线LED灯串簇的输出电路，在省线LED灯串簇电线过长、电流引起的线路压降损耗不可忽略的情况下，可以均衡线上各处的压降。

进一步地，对一串LED灯串的连接的情形，本发明提出一种省线LED灯串，所述的省线LED灯串包括两根电线和至少一组子灯串，每组子灯串包含1～100个LED，每组子灯串并联于所述的两根电线上。每组子灯串就是每个并联的支路。一串省线LED灯串含有至少一组包含LED的支路。 

进一步地，所述的省线LED灯串，可以是每组子灯串还包括串联的电阻。串联的电阻可以是一个或多个电阻。此处串联的电阻指串联于每组子灯串主回路中的电阻，把一组子灯串作为一个支路，即流过该电阻的电流等于流过该子灯串的总电流。 

进一步地，所述的省线LED灯串，可以是所述的每组子灯串之间以并联结合正、反交替的方式相连接；所述的正、反交替的方式相连接中正连接的子灯串和反连接的子灯串数量相等或不相等；所述的每组子灯串中LED连接方向相同；所述的正连接是以任意指定两根电线中的一根为参考导线，在所述的参考导线上施加能使LED导通的正电压，施加负电压于另外一根电线上，所有含正向导通的LED的子灯串为所述参考导线的正连接，其余子灯串定为所述参考导线的反连接。正连接和反连接的数量和连接方式可以是有规律的，也可以是没有规律的。 

进一步地，所述的正、反交替的方式的可以是周期性正、反交替的方式。所述的周期性正、反交替的方式是指有周期性规律重复出现的连接方式。例如，一正一反，两正两反，两正三反，I正J反的交替连接，I和J都为正整数，I和J相同或者不同。也可以一正两反三正为周期重复连接等。 

进一步地，所述的每组子灯串是一个LED，或者一个LED和与之串联的电阻。 

如图4所示，以上所述的省线LED灯串优选方案是每组子灯串是一个LED，每组子灯串是一正一反周期性正、反交替的方式并联连接。 

如图5所示，以上所述的省线LED灯串优选方案是每组子灯串是一个LED和与之串联的电阻，每组子灯串是一正一反周期性正、反交替的方式并联连接。 

采用上述省线LED灯串的连接方式，能把传统连接方式两路的LED灯串合并为一串省线LED灯串，连线数目减少，同时减少了子灯串内部LED之间的连线。 

进一步地，所述的省线LED灯串还包括并联于所述的两根电线上的，一组或多组不含LED的子灯串。一串省线LED灯串也可以有不包含LED的支路。这种省线LED灯串可以由图4所示连接改进而成，在图4连接中增加不含LED的子灯串。例如在L11两端并联电阻或者电容构成的子灯串。 

这种省线LED灯串也可以由图5所示连接改进而成，在图5连接中增加不含LED的子灯串。例如在由L11和R11组成的子灯串两端并联电阻或者电容构成的子灯串。 

进一步地，对N串省线LED灯串的连接的情形，本发明提出一种N串省线LED灯串簇，由N串所述的省线LED灯串组合而成，N串所述的省线LED灯串相互串联，相同的电路节点用同一根电线连接，连接所述N串省线LED灯串簇所需的电线数目为N+1条，N为正整数，一串省线LED灯串是N为1时的特例。 

采用以上的连接方式，通过两串省线LED灯串串联时候相同电路节点共用一根电线，减少了多串情况下连线的数目。N串省线LED灯串如果一串一串单独连接，需要2N根线，改进后只需要N+1根线，节省了电线，一串省线LED灯串作为N为1时的特例也成立，需要两根电线连接。传统接法的2N路LED灯串连接相当于N串省线LED灯串簇。传统的连接方式需要2N+1根线。如图9、图10所示，三串省线LED灯串簇的连接，如果分为三串省线LED灯串单独连线，每串二根线，外部连接这三串省线LED灯串就需要六根线；现在把三串省线LED灯串串联，相同的电路节点采用一根电线，组合成一个三串省线LED灯串簇，外部连接这个三串省线LED灯串簇就只需要四根电线。如果按传统接法，则需要七根线。按照本发明的连接方式，大大节省了电线。 

进一步地，所述的省线LED灯串簇中，优选方案所选的电线线材为铜线，所述的铜线为含有铜元素成分的电线。 

进一步地，本发明提出一种省线LED灯串簇的输出电路，所述的输出电路包括电源、控制模块、驱动模块和省线LED灯串簇，所述的控制模块根据需要的模式产生驱动信号送给驱动模块，所述的驱动模块和省线LED灯串簇相连接，所述的驱动模块用于对省线LED灯串簇内每串省线LED灯串实现正、反电流控制；所述的电源与驱动模块相连接，电源为驱动模块供电。图9和图10是包含三串省线LED灯串簇的输出电路。控制模块包括控制器，控制器可以是单片机。 

进一步地，作为优选，当省线LED灯串簇电线过长电流引起的线路压降损耗不可忽略的情况下，可以采取下述连接方式：所述的输出电路中，所述的省线LED灯串簇的每串省线LED灯串的第一根线的第一个端头连接驱动模块的一根引出线；属于第二根线的，距离这串省线LED灯串第一根线第一个端头最远的端头连接驱动模块的另外一根引出线。采用这样的连接方式，可以均衡线上各处的压降。图12是采用这样连接方式的一串省线LED灯串，当电线过长电流引起的线路压降损耗不可忽略时可以均衡线上各处的压降。 

进一步地，所述的输出电路还可以包括限流模块，所述的限流模块与驱动模块相连接，对通过省线LED灯串簇的最大电流进行限制，起到保护作用。限流模块可以是一个或多个电阻。如图11所示的限流模块是电阻RL。 

进一步地，所述的输出电路包括的电源可以为直流电源。 

进一步的，直流电源选自：DC-DC，AC-DC，电池或电池组，线性直流电源或者LDO，AC电源整流后获得的直流电源。 

进一步地，所述的驱动模块包括开关及开关附属元件，开关组成全桥驱动线路与省线LED灯串簇相连接。 

进一步地，所述的全桥驱动线路选自两相全桥、三相全桥、L相全桥，其中两相全桥包含两相相互并联的独立桥臂，每相桥臂上下端各一个开关，共四个开关组成，一路电源输入，正极接所有上开关的功率电流输入端，负极接所有下开关的功率电流输出端，各相桥臂上开关的功率电流输出端和下开关的功率电流输入端连接到一起，最多两根引出线，分别引自各相桥臂上开关的功率电流输出端，可连接一串省线LED灯串；其中三相全桥包含三相相互并联的独立桥臂，其中每相桥臂上下各一个开关，共六个开关，一路电源输入，正极接所有上开关的功率电流输入端，负极接所有下开关的功率电流输出端，各相桥臂上开关的功率电流输出端和下开关的功率电流输入端连接到一起，最多三根引出线，分别引自各相桥臂上开关的功率电流输出端，可连接三串省线LED灯串簇；其中L相全桥包含L相相互并联的独立桥臂，其中每相桥臂上下各一个开关，共2L个开关，一路电源输入，正极接所有上开关的功率电流输入端，负极接所有下开关的功率电流输出端，各相桥臂上开关的功率电流输出端和下开关的功率电流输入端连接到一起，最多L根引出线，分别引自各相桥臂上开关的功率电流输出端，可连接一个L*(L-1)/2串省线LED灯串簇，L为二以上的正整数，L*(L-1)/2为此时连接的省线LED灯串簇所能包括的省线LED灯串的最大串数。一般地，L相全桥驱动可连接一个(L-1)*(L-2)/2+1串至L*(L-1)/2串之间任一个数量的串数的省线LED灯串组成的省线LED灯串簇，也可以连接一个比(L-1)*(L-2)/2+1串更少的串数的省线LED灯串簇。例如，L为3时，3相全桥驱动能连接一个2串省线LED灯串簇，或者一个3串省线LED灯串簇，也可以连接一串LED省线灯串。这个省线LED灯串簇最多由3串省线LED灯串组成，但不能连接由4串或者4串以上的省线LED灯串组成的LED省线灯串簇。 

进一步地，所述的开关为至少一个开关管。图6是采用两相全桥的驱动模块示意图。 

进一步地，所述的开关管为三极管或场效应管或双向可控硅。 

进一步地，所述的三极管为PNP型三极管或NPN型三极管。图7是三极管构成的两相全桥输出电路。图9，图10是三极管构成的三相全桥输出电路。 

进一步地，所述的场效应管为P型MOS管或N型MOS管。图8是MOS管构成的两相全桥输出电路。开关管选取也可以采用混合选取，例如上管用PNP三极管，下管用N型MOS管；上管用P型MOS管，下管用NPN三极管。 

全桥线路可以根据驱动信号控制每串省线LED灯串中的正向连接和反向连接的LED导通和关断，实现亮、暗的效果；也可以选择性地使特定的开关管高频地切换开通，再利用人眼视觉的余晖效应，使省线LED灯串看起来处于一直导通的常亮的状态；关闭所有驱动，省线LED灯串处于常暗状态。所以能够实现用传统接法连接的LED灯串相同的显示效果。 

进一步地，所述的输出电路包含的电源也可以为交流电源。 

进一步的，所述的驱动模块采用串联的方式与所述的省线LED灯串簇相连接。 

进一步的，所述的驱动模块为双向导通的开关器件。 

进一步地，优选方案的双向导通的开关器件为双向可控硅。如图11所示。 

本发明所述的电线可以是铜线或者其他材料的电线，灯串、灯串簇连接方式可以做拓扑的等效变形，驱动模块可以做线路拓扑的等效变形，所述的输出电路可以做线路的拓扑等效变形，还可以包括一些附加功能元件，比如电路中增加过电流保护元件，过电压保护元件等或者做一些电路上的等效变形。例如，可以串联电阻至省线LED灯串簇输出电路中对通过省线LED灯串簇的最大电流进行限制，起到保护作用。 

本发明的有益效果是，采用本发明的省线LED灯串簇的输出电路，相对于传统LED灯串连接方式，可以取得同样的显示效果，但大幅度减少电线的使用量，可以节省电线用量50%或者以上，节约了材料，降低了成本，简化了生产中连线工艺，从而降低了生产成本，极大提高了产品的竞争力。考虑到这种LED灯串产品的巨大使用量以及随着节能环保的需要LED灯串产品更加广泛的使用，其当前和将来预期会带来巨大的经济效益和社会效益。实际应用中用于LED灯串的LED用量是以千万个数量级计数的，对应节省电线以百万米数量级计数，因此单是电线材料成本一项，节省效果也是非常巨大的。 

附图说明

图1 为本发明的省线LED灯串簇的输出电路的功能模块图； 

图2为传统接法两路LED灯串，每路含100个LED灯连接示意图；

图3为一串省线LED灯串示意图；

图4为所述省线LED灯串实施例1示意图；

图5为所述省线LED灯串实施例2示意图；

图6为所述两相全桥线路的驱动模块实施例3示意图；

图7为所述省线LED灯串输出电路实施例4示意图；

图8为所述省线LED灯串输出电路的实施例5示意图；

图9为所述省线LED灯串簇输出电路的实施例6示意图；

图10为所述省线LED灯串簇输出电路的实施例7示意图；

图11为所述省线LED灯串输出电路的实施例8示意图；

图12为所述省线LED灯串输出电路的连接实施例9示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步地说明。 

如图1所示，本发明涉及一种省线LED灯串簇的输出电路，包括：电源，控制模块，驱动模块，N串省线LED灯串簇，N为正整数。N为1时为一串省线LED灯串，一串省线LED灯串内LED的连接方式是对传统连接方式的改进，将传统连接方式两路的LED灯串合并为一串省线LED灯串，效果相同但更加节省电线；N为1以上时为N串省线LED灯串组合，通过改进连接方式达到和N串省线LED灯串单独一串一串地连接上驱动模块相同的效果但节省了电线。电源，驱动模块，省线LED灯串簇为功率主回路。控制模块提供驱动模块驱动信号。控制模块包含控制器，控制器可以是单片机。驱动模块和所述省线LED灯串簇相连接，用于对所述省线LED灯串簇内每串省线LED灯串实现正、反电流控制，能够取得与传统连接方式同样的显示效果。电源可以是直流电源或者交流电源。采用本发明的输出电路，改进了省线LED灯串的连接方式，省线省工，降低了生产成本。 

如图3所示一串省线LED灯串，包括LED L11～L1K和R1构成第一组子灯串，LED L21～L2M和R2构成第二组子灯串，每组子灯串相互并联，也可以有更多并联的子灯串，此处为说明方便省略。第一组子灯串包含串联的电阻R1，第二组子灯串包含串联的电阻R2。此处串联的电阻指串联于每组子灯串主回路中的电阻，把一组子灯串作为一个支路，即流过该电阻的电流等于流过该子灯串的总电流。每组子灯串就是一个并联的子路。流过R1的电流等于流过第一组子灯串的总电流，流过R2的电流等于流过第二组子灯串的总电流。 

取电线1为参考导线，L11～L1K为正向连接，连接方向相同；L21～L2M连接方向相同，为反向连接。每组子灯串中串联电阻R可以根据需要选择有或者没有，每组子灯串串联LED个数K,M可以根据需要选择1～100个。K，M为正整数，可以相同也可以不同。 

并联的子灯串可以包含LED也可以不包含LED,但整个一串省线LED灯串中至少包含一个LED。 

实施例1为优选的一串省线LED灯串，如图4所示。其中，LED L11，LED L12，……，LED L1n全部正向连接，而LED L21，LED L22，……，LED L2n全部反向连接，参考导线取L11阳极连接的电线，所有LED按一正一反周期性连接并联在两根电线上，每组子灯串就是一个LED，子灯串内无LED之间的串联。此连接方式应理解为包括但不限于一正一反的周期性接法，也可以全正向连接，也可以全反向连接，也可以I正J反周期性连接（I，J为正整数，可以相同也可以不同），也可以无规则的连接，也可以正向连接的LED数目和反向连接的LED数目相等或者不等，但每组子灯串仅为一个LED，无串联。此处把传统连接方式两路的LED灯串合并为一串省线LED灯串，但能取得相同的显示效果。如果按传统接法先串联后并联共阳极不共阴极的接法，需要三根线，这样就省了一根线。同时传统接法每组子灯串内部还有串联，取消串联改用全并联进一步节省了电线。 

以两路LED的连接为例，10米长度的灯串，10cm灯距，两路周期性交替间隔，即一个属于第一路的LED紧邻一个属于第二路的LED，再紧邻一个属于第一路的LED，再紧邻一个属于第二路的LED，依次类推；每路50个LED，共含100个LED。按照传统连接方法，如图2所示，每组子灯串连10个LED，因为两路灯串周期性交替间隔连接，10个LED组成的子灯串需要2米电线，100个LED一共10个子灯串需要20米电线，加上一根阳极线10米，两根阴极线每根8米共16米，一共需要电线至少46米；按实施例1连接方法，一正一反周期性交替连接，一串灯串连接可以取得传统两路LED灯串的效果，100个LED只需要两根电线，每两个LED间隔10cm，每根电线长度10米，一共需要电线20米，节省电线56%，效果非常显著，而且实际应用中用于省线LED灯串的LED用量是以千万数量级计数的，因此单是电线材料成本一项，节省效果也是非常巨大的。 

一串省线LED灯串也可以有不包含LED的支路。这种省线LED灯串可以由图4所示连接改进而成，在图4连接中增加不含LED的子灯串。例如在L11两端并联电阻或者电容构成的子灯串。 

实施例2为另一优选的一串省线LED灯串，如图5所示。与实施例1相比，省线LED灯串的子灯串中包含串联的电阻，实施例1是实施例2每组子灯串串联的电阻为零时的特例。其中，LED L11，LED L12，……，LED L1n全部正向连接，而LED L21，LED L22，……，LED L2n全部反向连接，参考导线取L11阳极连接的电线，每组子灯串就是一个LED和与之串联的电阻，子灯串内无LED之间的串联。每组子灯串按一正一反周期性连接并联在两根电线上，此连接方式应理解为包括但不限于一正一反的周期性接法，也可以全正连接，也可以全反连接，也可以I正J反周期性连接（I，J为正整数，可以相同也可以不同），也可以无规则的连接，也可以正向连接的子灯串数目和反向连接的的子灯串数目相等或者不等，但每组子灯串仅为一个LED和与之串联的电阻，无LED之间的串联。同实施例1，此种连接方式同样节省电线。 

一串省线LED灯串也可以有不包含LED的支路。这种省线LED灯串也可以由图5所示连接改进而成，在图5连接中增加不含LED的子灯串。例如在由L11和R11组成的子灯串两端并联电阻或者电容构成的子灯串。 

实施例3为优选的一种两相全桥线路的驱动模块，如图6所示。它包含两相相互并联的独立桥臂，含四个开关管。第一相桥臂包含上管Q11和下管Q12，第二相桥臂包含上管Q21和下管Q22。电源VDD接上管Q11，Q21的功率电流输入端，此例为PNP管的发射极，电源地接下管Q12，Q22的功率电流输出端，此例为NPN管的发射极，输出两根引出线分别取自各相桥臂上管Q11，Q21功率电流输出端（此例为PNP管的集电极，同时也是各相桥臂下管功率电流输入端，NPN管Q12和Q22的集电极），连接到一串省线LED灯串。四个开关管驱动信号来自控制模块。控制对管Q11和Q22开通时，电流从引出线1流向省线LED灯串；控制对管Q21和Q12开通时，电流从引出线1流回，达到控制省线LED灯串正，反电流的目的。这两组对管开通或关断可以是相互独立的，分别独立控制省线LED灯串内正连接和反连接的LED开通和关断，实现所有正连接和反连接LED亮、暗的效果；还可以控制这两组对管高频地切换开通，再利用人眼视觉的余晖效应，使整个省线LED灯串看起来都一直是亮的，实现省线LED灯串常亮的效果；关闭所有开关管的驱动，实现省线LED灯串常暗的效果。所以能够实现用传统接法连接的LED灯串相同的显示效果。此例中上管用一个PNP管，下管用一个NPN管，也可以上管是多个并联的PNP管，下管是多个并联的NPN管，也可以上管是一个或多个P型MOS，下管是一个或多个N型MOS，应理解为一个开关管或多个同型号开关管的并联。开关管选取也可以采用混合选取，例如上管用PNP三极管，下管用N型MOS管；上管用P型MOS管，下管用NPN三极管。 

实施例4为一种含一串省线LED灯串的输出电路，如图7所示。 

驱动模块为两相全桥线路，包括两相桥臂，四个双极性开关管及对应的驱动电阻。驱动电阻是开关管附属元件，优化开关管性能。上管为两个PNP管Q4，Q5，相应的驱动电阻R15，R16，下管为两个NPN管Q3，Q2，对应的驱动电阻R14，R13。控制器U2为单片机，提供驱动信号。电源VDD为直流电源。直流电源选自DC-DC，AC-DC，电池或电池组，线性直流电源或者LDO，AC电源整流后获得的直流电源。 

控制对管Q4和Q2开通时，电流从VDD经Q4和与之相连的引出线流向省线LED灯串；控制对管Q5和Q3开通时，电流经Q4相连的引出线和Q3流回到电源地以达到控制省线LED灯串正，反电流的目的。这两组对管开通或关断可以是相互独立的，分别独立控制省线LED灯串内正连接和反连接的LED开通和关断，实现所有正连接和反连接LED亮、暗的效果；还可以控制这两组对管Q4Q2和Q5Q3高频地切换开通，再利用人眼视觉的余晖效应，使整个省线LED灯串看起来都一直是亮的，实现省线LED灯串常亮的效果；关闭所有开关管的驱动，实现省线LED灯串常暗的效果。所以能够实现用传统接法连接的两路LED灯串相同的显示效果。 

此例中上管用一个PNP管，下管用一个NPN管，也可以上管是多个并联的PNP管，下管是多个并联的NPN管，也可以上管是一个或多个P型MOS，下管是一个或多个N型MOS，应理解为一个开关管或多个同型号开关管的并联。开关管选取也可以采用混合选取，例如上管用PNP三极管，下管用N型MOS管；上管用P型MOS管，下管用NPN三极管。 

实施例5为另一种含一串省线LED灯串的输出电路，如图8所示。 

驱动模块为两相全桥线路，包括两相桥臂，四个MOS开关管及对应的分压电阻。分压电阻是开关管附属元件，用于优化MOS管开关性能。上管为两个P型MOS Q4，Q5，门极各自接分压电阻，下管为两个N型MOS Q3，Q2，门极各自接分压电阻。控制器U2为单片机，提供驱动信号。电源为直流电源。 

与实施例4相比，主要区别是用MOS管代替了实施例4中相应位置中的双极性晶体管。 

实施例6为一种含三串省线LED灯串簇的输出电路，如图9所示。 

三串实施例1的省线LED灯串相互串联，相同的电路节点用同一根电线连接，组合成为一个三串省线LED灯串簇，共有四根电线连出到驱动模块。 

驱动模块采用三相全桥线路，包括三相桥臂，六个开关管Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8。电源为直流电源。三串省线LED灯串簇相当于传统的六路LED灯串，如按传统共阳极接法，需要七根电线，而按现在的接法，只需要四根电线，大大减少电线使用量。如果每串省线LED灯串单独连接驱动模块，需要六根线，而按现在的接法，属于相同电路节点的连接线共用一根线，总共只要四根线。此连接方式可推广到N串省线LED灯串簇的输出电路。此例中上管用一个PNP管，下管用一个NPN管，也可以上管是多个并联的PNP管，下管是多个并联的NPN管，也可以上管是一个或多个P型MOS，下管是一个或多个N型MOS，应理解为一个开关管或多个同型号开关管的并联。开关管选取也可以采用混合选取，例如上管用PNP三极管，下管用N型MOS管；上管用P型MOS管，下管用NPN三极管。 

实施例7为另一种含三串省线LED灯串簇的输出电路，如图10所示。 

三串实施例2的省线LED灯串组合成为一个三串省线LED灯串簇，每串省线LED灯串中的子灯串均串联电阻。三串实施例2的省线LED灯串相互串联，相同的电路节点用同一根电线连接，组合成为一个三串省线LED灯串簇，共有四根电线连出到驱动模块。与实施例6相比，最主要的区别在于省线LED灯串的子灯串中包含串联的电阻，实施例6是实施例7每组子灯串串联的电阻为零时的特例。 

三串省线LED灯串簇相当于传统的六路LED灯串，如按传统共阳极接法，需要七根电线，而按现在的接法，只需要四根电线，大大减少电线使用量。如果每串省线LED灯串单独连接驱动模块，需要六根线，而按现在的接法，属于相同电路节点的连接线共用一根线，总共只要四根线。此连接方式可推广到N串省线LED灯串簇的输出电路。 

实施例8是电源为交流电源时，一串省线LED灯串的输出电路，如图11所示。驱动模块为双向可控硅TR1，并增加限流电阻RL。RL电阻用于限制通过省线LED灯串的最大电流，起到过电流保护作用。 

实施例9是一串线路损耗不可忽略的LED长灯串的输出电路，如图12所示。灯串含两根电线，每根电线一头一尾构成四个端头。A是第一根线的头，C是第二根线的头，B是第二根线的尾。对电线比较长，电流引起的线路电压损耗不可忽略的长灯串，如果按照通常连接，驱动模块引出线连接省线LED灯串中两根电线的两个端头A、C两端，造成省线LED灯串中靠近驱动模块引出线的电线两端电压高，远离驱动模块引出线的电线两端电压低，电线上各处电压高低差别大。现把省线LED灯串的第一根线的第一个端头A连接驱动模块的一根引出线；属于第二根线的，距离这串省线LED灯串第一根线第一个端头A最远的端头B连接驱动模块的另外一根引出线。简单说，就是第一根线的头和第二根线的尾连接驱动模块的两根引出线或者因为对称性，第二根线的头和第一根线的尾连接驱动模块的两根引出线。这样可以使省线LED灯串的连接电线上各处电压相对均匀。对各组子灯串的正常工作有益。也可以推广到N串省线LED灯串组合成的N串省线LED灯串簇的情形，N为正整数。 

 以上所述的电路还可以包括附加功能元件，比如电路中增加过电流保护元件，过电压保护元件等等或者做电路上的等效变形。 

应该理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明的讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本发明所附权利要求书所限定的范围内。  

Claims (18)

1.一种省线LED灯串，其特征在于：所述的省线LED灯串包括两根电线和至少一组子灯串，每组子灯串包含1～100个LED，每组子灯串并联于所述的两根电线上。

2.根据权利要求1所述的省线LED灯串，其特征在于：所述的每组子灯串包括串联的电阻。

3.根据权利要求1所述的省线LED灯串，其特征在于：所述的每组子灯串之间以并联结合正、反交替的方式相连接；所述的正、反交替的方式相连接中正连接的子灯串和反连接的子灯串数量相等或不相等；所述的每组子灯串中LED连接方向相同；所述的正连接是以任意指定两根电线中的一根为参考导线，在所述的参考导线上施加能使LED导通的正电压，施加负电压于另外一根电线上，所有含正向导通的LED的子灯串为所述参考导线的正连接，其余子灯串定为所述参考导线的反连接。

4.根据权利要求3所述的省线LED灯串，其特征在于：所述的正、反交替的方式是周期性正、反交替的方式。

5.根据权利要求1至4任一项所述的省线LED灯串，其特征在于：所述的每组子灯串是一个LED，或者一个LED和与之串联的电阻。

6.根据权利要求1至4任一项所述的省线LED灯串，其特征在于：所述的省线LED灯串还包括并联于所述的两根电线上的，一组或多组不含LED的子灯串。

7.一种N串省线LED灯串簇，其特征在于：所述的省线LED灯串簇由N串权利要求1至6任一项所述的省线LED灯串组合而成，所述的省线LED灯串相互串联，相同的电路节点用同一根电线连接，连接所述N串省线LED灯串簇所需的电线数目为N+1条，N为正整数。

8.根据权利要求7所述的省线LED灯串簇，其特征在于：所述的电线为铜线。

9.一种省线LED灯串簇的输出电路，其特征在于：所述的输出电路包括电源、控制模块、驱动模块、权利要求7或8所述的省线LED灯串簇，所述的控制模块产生驱动信号送给驱动模块，所述的驱动模块和省线LED灯串簇相连接，所述的驱动模块用于对省线LED灯串簇内的每串省线LED灯串实现正、反电流控制；所述的电源与驱动模块相连接，电源为驱动模块供电。

10.根据权利要求9所述的输出电路，其特征在于：所述的省线LED灯串簇的每串省线LED灯串的第一根线的第一个端头连接驱动模块的一根引出线；属于第二根线的，距离这串省线LED灯串第一根线第一个端头最远的端头连接驱动模块的另外一根引出线。

11.根据权利要求9或10所述的输出电路，其特征在于：所述的电源为直流电源, 所述的直流电源选自DC-DC，AC-DC，电池或电池组，线性直流电源或者LDO，AC电源整流后获得的直流电源。

12.根据权利要求11所述的输出电路，其特征在于：所述的驱动模块包括开关及开关附属元件，开关组成全桥驱动线路与省线LED灯串簇相连接。

13.根据权利要求12所述的输出电路，其特征在于：所述的全桥驱动线路选自两相全桥、三相全桥、L相全桥，所述的两相全桥包含两相相互并联的独立桥臂，每相桥臂上下端各一个开关，共四个开关组成，一路电源输入，正极接所有上开关的功率电流输入端，负极接所有下开关的功率电流输出端，各相桥臂上开关的功率电流输出端和下开关的功率电流输入端连接到一起，最多两根引出线，分别引自各相桥臂上开关的功率电流输出端；所述的三相全桥包含三相相互并联的独立桥臂，其中每相桥臂上下各一个开关，共六个开关，一路电源输入，正极接所有上开关的功率电流输入端，负极接所有下开关的功率电流输出端，各相桥臂上开关的功率电流输出端和下开关的功率电流输入端连接到一起，最多三根引出线，分别引自各相桥臂上开关的功率电流输出端；所述的L相全桥包含L相相互并联的独立桥臂，其中每相桥臂上下各一个开关，共2L个开关，一路电源输入，正极接所有上开关的功率电流输入端，负极接所有下开关的功率电流输出端，各相桥臂上开关的功率电流输出端和下开关的功率电流输入端连接到一起，最多L根引出线，分别引自各相桥臂上开关的功率电流输出端，L为大于或等于2的正整数。

14.根据权利要求12所述的输出电路，其特征在于：所述的开关为至少一个开关管。

15.根据权利要求14所述的输出电路，其特征在于：所述的开关管为三极管或场效应管或双向可控硅。

16.根据权利要求15所述的输出电路，其特征在于：所述的三极管为PNP型三极管或NPN型三极管。

17.根据权利要求15所述的输出电路，其特征在于：所述的场效应管为P型MOS管或N型MOS管。

18.根据权利要求9或10所述的输出电路，其特征在于：所述的电源为交流电源，所述的驱动模块是采用串联的方式与省线LED灯串簇相连接的双向导通的开关器件。

Images