CN107567135A - 一种高照度低能耗led灯珠组合电路及灯具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高照度低能耗LED灯珠组合电路，其特征在于，灯珠基板上包括多个LED灯珠采用串联方式连接的串联灯珠，将多个串联灯珠串并联得到并联灯珠连接到直流电源DC，由直流电源DC供电驱动使LED发光，或将多个并联灯珠进行再次并联，与直流电源DC通电连接。本发明的有益效果是：增强亮度，减少能耗。

Description

一种高照度低能耗LED灯珠组合电路及灯具

技术领域

本发明涉及LED照明领域，特别是一种高照度低能耗LED灯珠组合电路及灯具。

背景技术

LED灯具已广泛应用在照明领域，对白光LED发光效率研究表明，温度与电流对LED发光效率造成紧密影响：随着温度升高，势阱中辐射复合几率降低，从而降低了LED发光效率；电流升高，使更多的非平衡载流子穿过势垒，降低了发光其发光几率而造成效率下降。LED工作时，过高的工作温度和过大的工作电流都会产生明显的光衰，如果LED工作温度超过芯片的承载温度，LED的发光效率将快速降低，产生明显的光衰，并对LED造成永久的损坏；另一方面，如果LED的工作电流超过芯片的饱和电流，也会使LED发光效率快速降低，光衰加快。散热良好的灯具装置可以使LED工作问你都相对降低，合适的工作电流可以使LED保持高的发光效率。

LED存在向芯片输入的电流密度越高，发光效率反而出现衰退现象。虽然衰退现象无法避免，但却可以通过LED灯珠组合使衰退现象减轻。普通LED灯具制造商，一般尽量提高LED电流密度使单颗LED灯珠更亮，以便可获得相同亮度时需要的LED芯片数量减少，这种方式制作的LED照明灯具，虽然成本降低，但LED芯片并不在发光效率最高状态工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能涉及影响LED发光效率的三大因数：温度、电流与散热，提出的一种发光效率最佳、散热条件优越、工作状态稳定的LED灯珠组合电路与直射灯结构灯具，使得在相同照度状况下，比普通LED降低30％的能耗，是通过如下技术方案实现的。

一种高照度低能耗LED灯珠组合电路，其特征在于，灯珠基板上包括多个LED灯珠采用串联方式连接的串联灯珠，将多个串联灯珠串并联得到并联灯珠连接到直流电源DC，由直流电源DC供电驱动使LED发光，或

将多个并联灯珠进行再次并联，与直流电源DC通电连接。

优选的，灯具包括灯管架，灯管架上设置的灯珠基板，所述灯珠基本上设置若干并联连接的灯珠条，所述灯珠条由若干灯珠串联而成。

优选的，所述灯架由铝合金制成，用于强化散热。

优选的，所述灯具上还包括用于固定灯珠基板的灯盆以及包覆灯盆的透光罩。

本发明的有益效果是：增强亮度，减少能耗。

附图说明

图1是本发明具体实施例中的组合光源电路的结构示意图。

图2是图1中多个组合电路的结构示意图。

图3是本发明具体实施例中长条型灯具的光源电路的结构示意图。

图4是本发明具体实施例中长条型灯具结构示意图。

图5是本发明具体实施例中方形灯具结构示意图。

图6是本发明具体实施例中圆形灯具结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1所示为本发明的单个LED灯珠组合光源电路，一种高照度低能耗LED灯珠组合电路，灯珠基板上包括多个LED灯珠采用串联方式连接的串联灯珠，将多个串联灯珠串并联得到并联灯珠连接到直流电源DC，由直流电源DC供电驱动使LED发光，或将多个并联灯珠进行再次并联，与直流电源DC通电连接。

如图所示，1至16为单个LED灯珠，采用串联方式将多个灯珠串联，C1至C15为灯珠串联后并联的列，并由直流电源DC供电驱动使LED发光。为保证此LED灯具组合光源发光效率最佳，需综合考虑电源电压、电流及LED灯珠的各种电性能参数，调整LED灯珠的串联数量(个数)与灯珠串联后并联的列数，在同一电源驱动下，LED灯珠组合光源亮度与功耗比值最大，依据本发明所述的LED灯珠电路的方法，可以开发出更节能的LED照明灯具。

图2为基于本发明开发的不同照明要求的灯具LED灯珠组合电路图，将本发明所述的单个LED灯珠组合光源进行大并联，即可得到不同的照明灯具，图中1至8表示8个单个LED灯珠组合光源电路，通过并联后由图1所示同一电源驱动。

如图3-图6所示，基于组合光源电路的灯具，包括LED灯珠1、灯珠基板2、灯架或灯盆3、透光灯罩4，其中，灯珠基板2用于承载灯珠组合电路，灯架或灯盆采用具有散热作用的铁或铝合金构成。以下通过各示意图进行说明。

基于本发明所述的方法开发的长条形直射灯具如图3所示，该灯具长为1200毫米，宽度150毫米，厚度(高度)70毫米，灯具尺寸可以根据使用需求适当调整。如图3所示：LED灯珠1，灯珠基板2，灯珠和灯珠基板组合成灯条，灯架3，由铝合金、铁皮或其他导热性能良好的材料制成，透光灯罩4，因灯罩离LED灯珠距离超过60毫米，透光灯罩4可以选用高透光的材料制作，刚好消除灯珠炫光效应即可。

图3所示的灯具是基于本发明所述的灯珠电路设计而成的长条形灯具，如图1与图2所示，采用13颗额定功率为0.5W的LED灯珠串联后，再并联7个串联回路，由91颗灯珠构成单个LED灯珠组合电路，整个灯具采用4组单个LED灯珠组合光源电路，该灯具总灯珠数量为364颗。该灯具电源采用恒流源，电源输出600mA电流，单颗LED灯珠额定电压3.2V。该LED灯具实际总功耗为22.8W，与两支18W的普通LED灯管组成的36W双管支架灯比较，在相同照明环境中，其照度超过10％，也就是说，基于本发明所述的电路原理设计的图3所示的LED灯具比普通36W的LED支架灯节能超过30％。

对图3所示灯具，可以综合权衡灯具成本、能耗及光效，适当增加单个LED灯珠组合光源电路的并联数量，理论上增加的LED灯珠组合电路越多，单个LED灯珠的实际工作电流越低，LED发光效率越高，基于此发明开发制作的LED灯具越节能。

图4也是基于本发明设计的LED灯管，该灯管采用两组LED灯珠组合光源电路构成单支灯管，如采用0.5W的灯珠，用13个灯珠串联再7条灯珠川并联的方式组成单个LED灯珠组合光源电路，每支灯管并联两组组合光源电路，单支灯管总的LED灯珠数量为182颗，单支灯管电源采用300mA的恒流源，每支灯管的工作电压约为34V。如上所述，基于本发明所述电路制作的LED灯管，单支灯管实际功耗将低于12W，在同一照明场合中，与普通18W的LED灯管比较，照度超过8％，节能量也超过30％。

图5是基于本发明所述电路制作的600mm×600mm与600mm×1200mm的天花格栅灯，原理同上。

同理，图6是基于本发明所述电路制作的筒灯，原理说明同上。

本发明高照度低能耗LED灯珠组合电路与灯具与普通LED灯具设计制作的主要区别：

普通LED灯具设计制作理念，一般是将LED灯珠的工作电流调整到其亮度最亮的状态点工作，以减少灯具的LED灯珠使用数量，降低LED灯具成本，基于此理念设计的LED灯具不能达到灯珠的最高的能效状态。

本发明所述的LED灯珠组合电路，可以灵活调整灯珠串联与并联的数量，合理选择调整电源，将每颗灯珠调整到期最优的能效状态下工作，使制作完成的LED灯具在最高的能效状态点工作，为用户照明更加节省能源。

用本发明所述的LED灯珠组合电路制作LED灯具，将比普通LED灯具使用更多的LED灯珠，制作成本将上升，但比较在灯具的使用周期内节约的能源成本，这种成本投入很有价值，按照现有的LED芯片与灯珠价格及电费单价，其投资回收期短，经济性能优越。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种高照度低能耗LED灯珠组合电路，其特征在于，灯珠基板上包括多个LED灯珠采用串联方式连接的串联灯珠，将多个串联灯珠串并联得到并联灯珠连接到直流电源DC，由直流电源DC供电驱动使LED发光，或

将多个并联灯珠进行再次并联，与直流电源DC通电连接。

2.基于高照度低能耗LED灯珠组合电路的灯具，其特征在于，灯具包括灯管架，灯管架上设置的灯珠基板，所述灯珠基本上设置若干并联连接的灯珠条，所述灯珠条由若干灯珠串联而成。

3.根据权利要求3所述的灯具，其特征在于，所述灯架由铝合金制成，用于强化散热。

4.根据权利要求4所述的灯具，其特征在于，所述灯具上还包括用于固定灯珠基板的灯盆以及包覆灯盆的透光罩。