CN104703331A

CN104703331A - 中高频电源供电的节能灯和led灯照明系统

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Publication number: CN104703331A
Application number: CN201310710530.0A
Authority: CN
Inventors: 龚秋声
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-12-09
Filing date: 2013-12-09
Publication date: 2015-06-10

Abstract

本发明属于节能灯和LED灯照明系统，提出由先将市电电源变换成中高频节能灯电源，用一台中高频节能灯电源同时给众多节能灯和LED灯使用的照明技术方案。这种技术方案的LED灯中最多仅有：中高频高压器、二极管、电容和发光二极管光珠，没有怕热的晶体管和电解电容等电子元器件，不但能使每盏LED的成本大幅度降低，且可靠性和使用寿命大幅度提高。因此，在有众多LED灯集中照明的场所，只需要提供一台中高频稳压电源，和成本比现有LED灯低得多的本发明LED灯。它的投资总成本远远低于使用现有LED灯，并且可靠性和使用寿命大幅提高，因此，在众多LED灯集中照明的场所(如：路灯、广告牌、会议厅，厂房、车站、码头等)会有极高的经济效益、社会效益和节能环保效益。

Description

中高频电源供电的节能灯和LED灯照明系统

[一]技术领域本发明涉及电力电子变换技术和LED灯，尤其是涉及到市电变换成中高频电源供给众多节能灯和LED灯用的照明技术方案。

[二]背景技术节能灯由电子镇流器和节能灯管组成，电子镇流器将市电频率变换成中高频电源，再通过中高频镇流器驱动节能灯管。LED灯是由多个发光二极管光珠和驱动电源组成，由于LED灯内所使用发光二极管光珠数量和它们的连接方法的不同，其驱动电源就有很多种电压和电流规格，因此，现有每盏节能灯配有电子镇流器，每盏LED灯都配有直流驱动电源，每个电子镇流器和每个直流驱动电源内部都有：市电整流、滤波或功率因数效正、半控或全控逆变电路组成的中高频变器这一部分，除这部分外，节能灯还有中高频电感镇流器和启辉电容；LED灯还有用来隔离和降压作用的中高频变压器和整流滤波电路。因此，每盏节能灯和LED灯电路都复杂，成本高，体积大，不利于大面积推广使。

本发明人对有众多节能灯和LED灯集中使用的商场、路灯、厂房、广场、候车室、学校、立交桥等场所的照明系统进行研究，发明用中频电源供给众多节能灯和众多LED灯的技术方案，可大幅度降低现有节能灯的镇流器和LED灯驱动电源的制造成本，同时也大幅度降低每盏节能灯和LED灯的成本。极有利于有众多节能灯和LED灯集中照明场所，降低总投资成本!定能产生较大经济效益和社会效益。对于中高频电源供给节能灯的技术方案和节能灯，同一发明人已提交有：发明和实用新型同时专利申请：201310314097.9和ZL201320447703.X和201320594094.0实用新型专利申请。本发明是对LED灯的专利申请。

{三}发明内容本发明要解决的问题是在众多LED灯集中照明的场所，大幅度降低LED灯成本，和降低整个照明场所的总成本问题。解决的方法就是将市电经整流、滤波或功率因数校正、半桥，或全桥逆变，先变成一个集中供给众多LED灯照明的中高频稳压电源。这样LED灯的驱动电源内最多只有中频降压隔离变压器、整流二极管和电容，驱动电源电路就变得非常简单可靠，成本很低，LED灯成本也就远低于现有LED灯，在众多LED灯集中照明的场所，总成本也就低于现有LED灯的照明总成本，并且LED灯的数量越多，节约的总成本就越多，经济效益和社会效益也越好。

本发明实质是：在现有市电供电的LED灯系统中“分离”出加一个中高频稳压电源。在众多LED灯集中照明场所，将现有LED灯驱动电源中的市电整流、功率因数校正、中高频变换器拿出来，单独组成一个中高频稳压电源，给所有LED灯供电，这样LED灯及其驱动就变得非常简单可靠，成本很低。它用于集中照明的商场、路灯、厂房、广场、候车室、学校、立交桥等就可减少投资总成本。

本发明的中高频电源供电的LED灯照明系统，它由市电变换成中高频稳压电源供给众多LED灯使用，LED灯由多个发光二极管光珠组成的LED灯珠(IV)和驱动电源(III)组成，LED灯的驱动电源(III)最多由保险、中高频变压器、整流二极管和电容器组成，其特征在于：LED灯的驱动电源(III)的电源来自中高频稳压电源(II)，驱动电源的中高频变压器(T)初级绕组与由市电变换得到的中高频稳压电源(II)连接，中高频变压器(T)次级绕组电压经：整流，滤波获得直流电源，驱动多个发光二极管光珠组成的LED灯珠(IV)，众多LED灯和节能灯使用同一个中高频稳压电源(II)。

LED灯的成本由两部分组成，现有高功率因数大功率的LED灯，由于每盏灯都有一个电路复杂的驱动电源，成本很高。本发明是要简化每盏LED灯的驱动电源电路，大幅度降低驱动电源的成本。发明的LED灯驱动电源主要有下面四种：(a)、由1个保险、1个中高频降压隔变压器、1个电容和4个整流管组成。(b)、由1个保险、1个中高频降压隔变压器、1个电容和2个整流管组成。(c)、由1个保险、1个中高频降压隔变压器、2个电容和2个整流管组成。(d)、由1个保险、1个中高频降压隔变压器组成。

本发明的中高频供电的LED灯，由中高频驱动电源和发光二极管光珠组成，中高频驱动电源由中高频压器、整流二极管和滤波电容器组成，中高频变压器用来隔离和降压到发光二极管光珠组成的所需电压值。

[四]附图说明附图1是中高频电源驱动LED灯照明系统电路原理图。它由单相或三相50或60周／秒市电电源(I)、将市电变换成中高频稳压电源(II)、将中频稳压电源变成LED灯的驱动电源(III)、发光二极管光珠组成的LED灯珠(IV)，4个部分组成。由(I)和(II)两部分组成将市电变换成中高频稳压电源，可同时提高众多节能灯和LED灯的照明电源。(III)和(IV)两部分，组成本发明的中高频电源供电的LED灯，它与现有LED灯一样，也有一体化LED灯和分体式LED灯两种形式。

附图2是单相电源变换成中高频稳压电源的电路原理图。

附图3是单三相电源变换成中高频稳压电源的电路原理图。

附图4本发明的LED灯电路原理图，其中：4(a)是采用桥式整流、滤波的LED灯电路图。附图4(b)是采用桥式整流、滤波的LED灯电路图。附图4(c)是采用2个半波整流、滤波的LED灯电路图。附图4(d)没有采用整流、滤波的LED灯电路图。

[五]具体实施方式附图1可知：4个部分构成本发明中高频稳压电源供电的LED灯照明系统，由(I)和(II)两部分组成将市电变换成中高频稳压电源，供给众多LED灯照明用电，同时它也可供众多节能灯。(III)和(IV)两部分是本发明的LED灯。

附图2是将单相市电变换成中高频稳压电源的1个原理图，它由单相220伏或二相380伏市电经：整流二极管D1～D4桥式整流，再经L、V3、D5和C1组成的功率因数校正，获得直流电提供给由V1、V2和C2、C3组成半桥逆变器的直流电源，半桥逆变所获得的中高频电压通过中高频变压器B输出节能灯和LED灯所需的中高频电源，将中高频变压器B的次级电压负反馈到半桥逆变V1、V2控制极信号，就可获得中高频稳压电源。中高频变压器次级输出电压就可同时供给众多节能灯和LED灯电源。

附图3是将三相市电变换成中高频稳压电源的1个原理图，它由三相380伏市电经：整流二极管D1～D6三相桥式整流，再经L、D7、D8和C1滤波获得直流电提供给由V1、V2和C2、C3组成半桥逆变器的直流电源，半桥逆变所获得的中高频电压通过中高频变压器B输出节能灯和LED灯所需的中高频电源，将中高频变压器B的次级电压负反馈到半桥逆变V1、V2控制极信号，就可获得中高频稳压电源。中高频变压器次级输出电压就可同时供给众多节能灯和LED灯电源。为输出更大的中高频稳压电源，可将附图2和附图3中的半桥逆变电路改为全挢逆变电路。

附图4示出本发明的4种LED灯电路原理图，其中：4(a)保险F，在实际应用中用小功率小电阻替代，中高频变压器T有隔离和降压两种功能，采用D1～D4桥式整流、C滤波供给多个发光二极管光珠的LED灯电路图。它存在着给发光二极管灯珠的电流必须径过2个二极管的缺陷，因此，只有在少数LED灯驱动电源电压较高时采用它。

附图4(b)是对附图4(a)的改进，改用D1、D2全波整流、滤波替代桥式整流、滤波电路，可减少1个整流二极管的管压降，有利于提高低驱动电压的整流效益。但提它的次级要增加1个绕组的缺陷。

附图4(c)是对附图4(b)的改进，用1个价格低、体积小的滤波电容C2替代1个次级绕组。用2个半波整流、滤波分别供给同盏灯的2组发光二极管光珠。

附图4(d)只有中高频变压器T和保险F，没有采用整流管和滤波电容的LED灯电路图。它的优点是效率更高，中高频供电的LED灯驱动电路更简单，LED灯的成本也更低。这是由于在1盏LED灯内有2组频率很高的发光二极管光珠交替发光的LED灯珠。

由上述中高频稳压电源供电的LED灯照明系统所述可知：本发明的LED灯驱动电源电路非常简单可靠，LED灯的成本远远低于现有LED灯。但本发明的LED灯要增加1个“中高频稳压电源”才可以使用，因此，使用成本必须要将这个“中高频稳压电源”计算在内!它在有众多LED灯集中照明场所，如商场、路灯、厂房、广场、候车室、学校、立交桥等。如果以N盏LED路灯照明场所计算：每盏本发明的LED路灯的价为A，现有同功率照度的 LED路灯价为B，中高频稳压电源价为C，那末只有在：C+N A小于N B时实施本发明才有经济效益!在C+N A远远小于N B时，才有较大的经济效益。而上述LED灯集中照明场所都符合：C+N A远远大于N B的条件!也就是说：本发明的LED灯所节省的总成本足以弥补增加1个”中高频稳压电源”的成本而足足有余，其余额部分，就是减少投资部分，也是本发明实施后的经济效益和社会效益的一部分，由于节省了大量的元器件和印刷电路版，减少材料和环境污染，才是量大的社会效益。因此，本发明极有利于推广LED灯推广。。

例如：在超市、广告牌、路灯、商场等等，采用数百盏甚至有数千盏电子节能灯照明扬所，如果改用本发明的中高频电源LED灯照明系统，只要一台中高频电源就可提供所有中高频节能灯和LED灯照明电。数百盏、数千盏中高频节能灯和LED灯所节省的钱减去一台中高频稳压电源的钱就是实施本发明后直接获得的利润。

现有LED灯不论是一体化灯还是分体式灯，LED灯珠和驱动电源之间的距离都很短，因此，使用较高的频率。而本发明中高频电源集中供电给众多LED灯照明系统中，不同场所中高频稳压电源供给LED灯的距离有很大差别，如LED路灯可以长达数公里，广告牌只有几米。因此，不同场合可采用不同频率的中高频稳压电源、驱动电源和LED灯。中高频稳压电源输出变压器次级可抽几个抽头，以便分别供给节能灯和LED灯使用。

Claims

1.一种中高频电源供电的LED灯照明系统，它由市电变换成中高频稳压电源供给众多LED灯使用，LED灯由多个发光二极管光珠组成的LED灯珠(IV)和驱动电源(III)组成，LED灯的驱动电源(III)最多由保险、中高频变压器、整流二极管和电容器组成，其特征在于：LED灯的驱动电源(III)的电源来自中高频稳压电源(II)，驱动电源的中高频变压器(T)初级绕组与由市电变换得到的中高频稳压电源(II)连接，中高频变压器(T)次级绕组电压经：整流，滤波获得直流电源，驱动多个发光二极管光珠组成的LED灯珠(IV)，众多LED灯和节能灯使用同一个中高频稳压电源(II)。

2.根据权利要求1所述的中高频电源供电的LED灯照明系统，LED灯的驱动电源(III)由1个保险、1个中高频变压器、1个电容和4个整流管组成，其特征在于：保险(F)与中高频变压器(T)初级绕组串联，次级绕组、整流管D1～D4和电容C接成单相桥式整流电容滤波电路。

3.根据权利要求1所述的中高频电源供电的LED灯照明系统，LED灯的驱动电源(III)由1个保险、1个中高频变压器、1个电容和2个整流管组成，其特征在于：保险(F)与中高频变压器(T)初级绕组串联，带中心抽头的次级绕组、整流管D1、D2和电容C接成单相全波整流电容滤波电路。

4.根据权利要求1所述的中高频电源供电的LED灯照明系统，LED灯的驱动电源(III)由1个保险、1个中高频变压器、2个电容和2个整流管组成，其特征在于：保险(F)与中高频变压器(T)初级绕组串联，次级绕组、整流管D1、D2和电容C1、C2联接成2个正、负输出的单相半波整流电容滤波电路。

5.根据权利要求1所述的中高频电源供电的LED灯照明系统，LED灯的驱动电源(III)由1个保险、1个中高频变压器组成，其特征在于：保险(F)与中高频变压器(T)的初级绕组串联，中频变压器次级绕组直接与正、反并联的两个发光二极管光珠组成的LED光珠串联。

6.根据权利要求1所述的中高频电源供电的LED灯照明系统，其特征在于：中高频稳压电源(II)是一种将市电电源变换成不同频率的交流稳压电源，供给众多LED灯和节能灯使用的中高频稳压电源。