CN1794890A - 带整流电路的装饰灯串 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带整流电路的装饰灯串，包括：前插与尾插，前插与尾插通过两导线串联连接；全桥整流电路，该全桥整流电路的交流输入端分别与两导线连接；LED串联段，串联于全桥整流电路的直流输出正极和负极之间；其特征在于：所述的前插端和尾插端分别设有一个全桥整流电路，该两个全桥整流电路之间串接一LED串联段，全桥整流电路的交流输入端串连有至少一个降压元件。本发明可降低或限制LED的驱动电流，降低(过滤)直流脉冲，排除LED过热导致的安全隐患，而且设计几乎不受限制，非常灵活，另外，还可充当其他各种附加件的电源。

Description

带整流电路的装饰灯串

技术领域

本发明涉及灯饰领域，尤其是一种连接一个或多个LED装饰灯串的带整流电路的电路结构。

背景技术

由于发光二极管(LED)具有可靠、低耗能、低工作温度以及长使用寿命等优越性能，LED圣诞灯饰和LED装饰灯饰在人们的生活当中越来越普及。LED灯饰的制造商在最大化提高LED灯亮度和其它优点的同时，总是想尽各种办法来缩小LED灯饰与传统白炽灯灯饰的生产成本之间的差距。

众所周知，LED灯在直流电源下工作能够发挥出高亮度和长寿命的优点。然而，如图1所示，在现有技术中使用的全桥整流电路，不仅电路中的整流二极管容易过载，存在安全隐患，同时电线数量多，影响灯串的外观。当灯串中包含一个LED串联段和一个尾插时，就需要4条连接导线，当含有两个或以上的LED串联段时，就需要5条或以上的连接导线。

为节省电线的数量从而降低生产成本，对图1的技术进行改进，如图2所示，该技术的主要特征是将整流电路中的四个整流二极管分开放置于电路的两边，这样电路就只须3条导线即可。但是当多个LED串联段并联连接，连接导线的数量也随之增加，当灯串包含两个LED串联段时需要四条导线(三个LED串联段时需要五条导线，如此类推)，因此在只有1-2个LED串联段时节省一条导线可下降成本20％-25％，但在并联更多的LED串联段时，节省一条导线对成本的意义已经不大，严重限制了灯串的设计和使用，并且令生产流程变得更为复杂。

而且，当灯串包含多个LED串联段时，使用图1、图2所示的电路连接方式均存在安全隐患。由于并联多个LED串联段，负载(总电流)增加，交流-直流转换装置(整流二极管)会迅速升温而导致过热，因此，上述两种连接方式对LED串联段的数量都有严格的限制。

而且，为了降低LED灯的电压并延长使用寿命，人们迫切希望能够减少直流脉冲以使LED电流峰值最小化，这在现有技术中仍未能有效解决。

发明内容

为了解决现有上述提及到的现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种带整流电路的装饰灯串，其使用安全，外形美观，使用寿命长。

本发明的目的是这样实现的：一种带整流电路的装饰灯串，包括：--前插与尾插，前插与尾插通过两导线串联连接；--全桥整流电路，该全桥整流电路的交流输入端分别与两导线连接；--LED串联段，串联于全桥整流电路的直流输出正极和负极之间；其特征在于：所述的前插端和尾插端分别设有一个全桥整流电路，该两个全桥整流电路之间串接一LED串联段，LED串联段的正极与其中一个全桥整流电路的直流输出端的正极连接，LED串联段的负极与另一个全桥整流电路的直流输出端的负极连接，全桥整流电路的交流输入端串连有至少一个降压元件。

所述的两个全桥整流电路空置的直流输出极之间再串接有一LED串联段。

所述的LED串联段中插接有一个或一个以上的全桥整流电路，该全桥整流电路(05)的交流输入端分别串连至少一个降压元件(31)后与两导线(21)连接。

所述的LED串联段与全桥整流电路的直流输出负极之间串联有降压元件。

本发明的连接电路中包括设置在前插的全桥整流电路，以及1至2个LED串联段。整流控制电路还包括一个或多个降压及/或滤波元件，目的是为了降低或限制LED的驱动电流，降低(过滤)直流脉冲。在LED串联段中串联有一个或一个以上的全桥整流电路，令其中每个整流电路和每段LED串联段与前插端整流控制电路和第一段LED串联段形成并联连接，每个整流电路和每段LED串联段独立于在先或和随后的电路部分，这样就排除了现有技术中整流二极管由于电流增加而过热导致的安全隐患。

本发明的另一优点是突破了现有技术的限制，设计几乎不受限制，非常灵活。例如，当灯串无须尾插时，只需要两条导线，取消了如图2所示的现有技术中的第三条连接导线和虚拟插头。带尾插的灯串由一或两个LED串联段组成，无须额外的元件；或者由若干段不受数量限制的LED串联段首尾连接形成一连续的长灯串，连接器的采用与否只取决于灯串的设计长度。连续的灯串的长度只受到连接导线或保险丝的允许功率的限制。另外，由于每个桥式整流电路和每段LED串联段是独立的并联连接，因此在同个灯串中可被整流电路分隔成若干段不同LED数量的LED串联段并联连接。例如第一段LED串联段包括有75个LED灯，并联的第二段LED串联段可只有25个LED灯，而并联的第三段则含有50个LED灯。

本发明的另一个特征是，灯串首尾的两个桥式整流电路中空置的直流输出端可作为其他各种附加件的电源，例如音乐、动画、电影、动画设备等附加件，或者是独立的电流控制装置，例如需要一个独立的不对灯串产生影响的电源的差分式放大电路(FET)，或者其它更多的合适的附加件。这在前述的在先技术中是不可能实现的。

由于连接导线的数量不用随LED串联段的增加而增加，因此生产成本自然下降。如图1所示的在先技术，并联多个LED串联段时需要5条连接导线；如图2所示的在先技术，每增加一个LED串联段，就要增加一条连接导线；而本发明中，无论并联多上个LED串联段，最多也只需要2到3条连接导线。

生产制造过程也大大简化了，而且由于相同电路结构的重复使用，使生产效率提高，从而允许通用电子元件的集中生产。

附图说明

图1是现有技术中灯串的电路连接图；

图2是现有技术中灯串的另一种电路连接图；

图3A是LED灯串的交流输入电压曲线图，图3B是按图1所示电路连接后LED的电流曲线图，图3C是按图2所示电路连接后LED的电流曲线图，图3D是本发明的连接电路中LED的电流曲线图；

图4A、4B、4C分别是本发明的三种不同结构的电路连接图；

图5A、5B分别是本发明另一结构的电路连接图和外观图；

图6是本发明连接有附加件的电路连接图。

具体实施方式

以下通过实际的例子结合附图来进一步说明本发明，但此特定例子并不对本发明作限定。

如图4A-4C所示，本发明包含一个常见的交流输入电源01、前插02、前整流控制电路03、平行的两导线21、串联导线20、LED串联段30、降压元件31、后整流控制电路08、包含有可为其他灯串输出交流电压的交流输出电源06的尾插07。

整流控制电路中包括全桥整流电路05以及串联在其交流输入端的降压元件，可降低直流输出正极的电压，降低(过滤)直流脉冲的峰值。图3A是LED灯串的交流输入电压曲线图；图3B是按图1所示电路连接后LED灯串的直流电流曲线图；图3C是按图2所示电路连接后LED灯串的直流电流曲线图；图3D是本发明的连接电路中LED灯串的直流电流曲线图，分别显示了不同结构电路中LED灯驱动电流的最小、平均、最大值。从上述图中可知，采用本发明的电路结构的直流脉冲的峰值最小，因此LED的使用寿命最长。

实施例1

如图4A所示，当只需要使用一个LED串联段时，可省略尾插07，将电路简化成只包括前插02，一个全桥整流电路05以及一个LED串联段。前插02与交流输入电源01连接，设置于前插02端的前整流控制电路03包含一个完整的全桥整流电路05以及调压/滤波元件。全桥整流电路05的交流输入端串联有一个或两个降压元件31后通过两导线21与前插02连接。一个LED串联段03串联于全桥整流电路05的直流输出正极和负极之间，形成回路。LED串联段30与全桥整流电路05的直流输出负极之间串联有降压元件31。降压元件可采用可调电阻，例如变阻器、电容、饱和晶体管、限流二极管(CLD)或其他阻抗元件。在全桥整流电路05直流输出的正极和负极端之间并联有可调直流滤波电容。该可调直流滤波电容可降低LED灯驱动电流的峰值，这样可以最大限度延长LED灯的寿命，但它并非是本电路必须的元器件。

实施例2

图4B是本发明中最基本的结构形式。包括有通过两导线21串联连接的前插02和尾插07，分置于前插02和尾插07两端的前整流控制电路03和后整流控制电路08，一个LED串联段30串联于前整流控制电路03的直流输出正极和后整流控制电路08的直流输出负极之间，构成完整的电路，整个电路中只有3条导线。前整流控制电路03和该后整流控制电路08均包含有一全桥整流电路05，其交流输入端同样串连有至少一个降压元件后与两导线21连接。在全桥整流电路05交流端之间并联有可调直流滤波电容。LED串联段30与全桥整流电路05的直流输出负极之间串联有降压元件31。

实施例3

如图4C所示，包括有通过两导线21串联连接的前插02和尾插07，分置于前插02和尾插07两端的前整流控制电路03和后整流控制电路08，两个LED串联段30，其中一个LED串联段30与实施例2相同，串联于前整流控制电路03的直流输出正极和后整流控制电路08的直流输出负极之间构成完整的电路；而另一个LED串联段30串联于前整流控制电路03的空置的直流输出负极和后整流控制电路08的空置的直流输出正极之间构成完整的电路。在本实施例，电路中的两个LED串联段形成并联连接，可减少导线数量，降低制造成本。

前整流控制电路03和该后整流控制电路08均包含有一全桥整流电路05，其交流输入端同样串连有至少一个降压元件后与两导线21连接。在全桥整流电路05交流端之间并联有可调直流滤波电容。LED串联段30与全桥整流电路05的直流输出负极之间串联有降压元件31。

实施例4

以实施例2为基础，在LED串联段30中可插接有一个或一个以上中间整流控制电路11，使整条LED串联段30分割成多个LED分段，该中间整流控制电路11含有全桥整流电路05，其交流输入端同样分别串连至少一个降压元件后与两导线21连接，形成整流堆的模式。中间整流控制电路11将灯串分成多路头尾相互接的的LED分段，这样就可以根据需要制造出足够长的LED灯串而无需考虑整流二极管由于功率不足而发热过度的安全隐患。在如5A所示的实施方式中，LED串联段30中插接有一个中间整流控制电路11，使整条LED串联段30分割成两个LED分段，中间整流控制电路11的直流输出负极与前一灯串段的负极连接，而中间整流控制电路11的直流输出正极与后一灯串段的正极连接，从而串接成一个长条形的灯串。

此外，每路LED分段与全桥整流电路05的直流输出负极之间串联有降压元件31。中间整流控制电路11通过塑料包封后，串接于长灯串中间(如图5B)。图5A中的连接电路，包括前整流控制电路03、后整流控制电路08和若干个中间整流控制电路11(中间整流控制电路11的数量根据LED串联段中的并联路数来确定)，这样的设计令LED串联段中的LED数量不再受到限制，可减少制造难度，达到制造成本最小化。

如图5B所示，前插02与前整流控制电路03组合安装成一体化的插头04，尾插07与后整流控制电路08组合安装成一体化的连接器09。或者，也可如图6所示，前插02采用普通电源插头，前整流控制电路03通过塑料包封后串接于前插02和LED串联段30之间，构成前整流控制装置，附加件通过与前整流控制装置连接获得独立的电源。而尾插07采用一般插拔式连接器，后整流控制电路08通过塑料包封后串接于尾插07和LED串联段30之间，构成后整流控制装置，同样，附加件可通过与后整流控制装置连接获得独立的电源。

实施例5

前整流控制电路03和后整流控制电路08空置的直流终端可以作为需要独立电源的FET的电源，可提供恒流电源给LED灯串。该直流终端也可以用来做其他附加件的电源(见图6)，如驱动马达50，火车灯头51，发声装置52等，增加装饰灯串的装饰特性，而无需额外增加电源接入装置，节省材料和生产成本。

如图6所示，前插02采用普通电源插头，前整流控制电路03通过塑料包封后串接于前插02和LED串联段30之间，构成前整流控制装置，附加件通过与前整流控制装置连接获得独立的电源。而尾插07采用一般插拔式连接器，后整流控制电路08通过塑料包封后串接于尾插07和LED串联段30之间，构成后整流控制装置，同样，附加件可通过与后整流控制装置连接获得独立的电源，这是现有技术中无法实现的。

众所周知，串联支路上的电压元件和LED串联段的位置可以互换，在此不作限制。

Claims (9)

1.一种带整流电路的装饰灯串，包括：

--前插(02)与尾插(07)，前插(02)与尾插(07)通过两导线(21)串联连接；

--全桥整流电路(05)，该全桥整流电路(05)的交流输入端分别与两导线(21)连接；

--LED串联段(30)，串联于全桥整流电路(05)的直流输出正极和负极之间；

其特征在于：所述的前插端和尾插端分别设有一个全桥整流电路(05)，该两个全桥整流电路(05)之间串接一LED串联段(30)，LED串联段(30)的正极与其中一个全桥整流电路(05)的直流输出端的正极连接，LED串联段(30)的负极与另一个全桥整流电路(05)的直流输出端的负极连接，全桥整流电路(05)的交流输入端串连有至少一个降压元件(31)。

2.根据权利要求1所述的带整流电路的装饰灯串，其特征在于：所述的两个全桥整流电路(05)空置的直流输出极之间再串接有一LED串联段(30)。

3.根据权利要求1所述的带整流电路的装饰灯串，其特征在于：所述的LED串联段(30)中插接有一个或一个以上的全桥整流电路(05)，该全桥整流电路(05)的交流输入端分别串连至少一个降压元件(31)后与两导线(21)连接。

4.根据权利要求1所述的带整流电路的装饰灯串，其特征在于：所述的LED串联段(30)与全桥整流电路(05)的直流输出负极之间串联有降压元件(31)。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的带整流电路的装饰灯串，其特征在于：所述的降压元件(31)为可调电阻、变阻器、电容、饱和晶体管或限流二极管。

6.根据权利要求1、2、3或4所述的带整流电路的装饰灯串，其特征在于：所述全桥整流电路(05)的交流输入端之间并联有一直流滤波电容。

7.根据权利要求1、2、3或4所述的带整流电路的装饰灯串，其特征在于：所述的前插(02)与全桥整流电路(05)、降压元件组合安装成一体化的插头(04)，所述的尾插(07)与全桥整流电路(05)、降压元件组合安装成一体化的连接器(09)。

8.根据权利要求1或3所述的带整流电路的装饰灯串，其特征在于：所述的前插(02)端的全桥整流电路(05)、降压元件通过塑料包封后连接于前插(02)和LED串联段(30)之间，构成插头和前整流控制装置(03)两部分，所述的尾插端的全桥整流电路(05)、降压元件通过塑料包封后连接于尾插(07)和LED串联段(30)之间，构成连接器和后整流控制装置(08)两部分。

9.根据权利要求1或3所述的带整流电路的装饰灯串，其特征在于：所述的前插端或尾插端的全桥整流电路(05)空置的直流输出端作为一电源输出与附加件连接。

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