CN201288967Y - 一种无需外接电阻的led灯串 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无需外接电阻的LED灯串，包括电源插头、整流电路和所串联的多个LED，在由所述串联的多个LED所组成的LED灯串中，至少有一个或者以上的LED为分压型LED，整流电路的正、负电极与串联LED的正、负电极相对应连接，构成灯串。本实用新型解决了传统LED灯串的工作电压低于民用电压或者指定工作电压时，必须加装分压电阻的问题，且保证LED灯串能够在民用电压或者指定工作电压下正常工作，同时，减少了电阻焊接的工序，避免了LED在焊接过程受电烙铁产生的高温及产生的静电的软体性损坏、击穿，大大改善并且提升了LED灯串的整体质量，使得LED灯串在照明和装饰应用领域，寿命得以延长。

Description

一种无需外接电阻的LED灯串

技术领域

本实用新型涉及LED装饰灯串，具体说就是LED装饰灯串在应用时涉及电子学原理的问题，是以传统LED和分压型LED混合串联应用，构成一种无需外加电阻的LED灯串。

背景技术

LED是属于节能省电、不易发热、寿命长、亮度均匀和色彩鲜明清晰的半导体器件，因而被广泛应用于照明和装饰领域。

目前的LED灯串，大多数是采用多个LED串联起来应用，当串联的多个LED的额定工作电压低于民用电压或者指定的工作电压时，为了确定LED灯串能正常工作，不被民用电压或者指定工作电压击穿、损坏。一种做法是在一个或者多个LED脚部焊接分压电阻，分掉多余的电压，确保LED灯串能够在民用电压或者指定工作电压下能正常发光，如图1、图2所示，在LED脚部焊接分压电阻1，分掉多余的电压。例如：蓝色LED规格3.2V/0.02A，25个蓝色LED串联后组成LED灯串，此LED灯串的额定工作电压是80V，指定的工作电压是AC120V并经整流电路转换成DC120V电压，若将此LED灯串接入DC120V，LED灯串会因为额定工作电压低于指定工作电压而被击穿、损坏。为了保证额定工作电压为80V的LED灯串能在DC120V条件下正常点亮，正常发光。可在LED灯串中串联分压电阻，分掉多余的电压。根据欧姆定律：电阻R＝(指定工作电压120V-灯串额定工作电压80V)/灯串电流0.02A，可算得分压电阻值是2000欧姆。因为电阻属于容易发热的元器件，若直接将2000欧姆的电阻焊接在一个LED的脚上，电阻分得的电压是40V，在该电阻上产生的发热量的温度过高，将会把LED损坏。因此，将2000欧姆的电阻分为5个400欧姆的电阻，分别焊接在5个LED脚上，每个电阻分得的电压是8V，每个电阻的发热量产生的温度将会大大降低，可以保证LED能正常工作，不致于被损坏。

另一种做法是在灯串的电源插头与LED之间焊接分压电阻，分掉多余的电压，确保LED灯串能够在民用电压或者指定工作电压下能正常工作，如图3，图4所示，在灯串与电源插头之间焊接分压电阻，分掉多余的电压。例如：蓝色LED规格是3.0V/0.02A，30个蓝色LED串联后组成的LED灯串，该LED灯串的额定工作电压是90V，指定的工作电压是AC120V并经整流电路转换成DC120V，若将LED灯串接入DC120V，LED灯串会因为额定工作电压低于指定工作电压而被击穿、损坏。为了保证额定工作电压为90V的LED灯串能在DC120V条件下正常工作，正常发光。可在LED灯串中串联分压电阻，分掉多余的电压。根据欧姆定律：电阻R＝(指定工作电压DC120V-灯串额定工作电压90V)/灯串电流0.02A，可算得分压电阻值是1500欧姆。电阻分得的电压是30V，此分压电阻焊接在电源插头与第一个LED灯之间，保证此1500欧姆电阻所产生的热量的温度不会影响LED灯串正常发光，也不会损坏LED灯串。

虽然采用上述做法可以保证LED灯串能正常工作，但是，在上述的做法中仍然存在瑕疵与不足，主要体现在以下几方面：

1、电阻的焊接工序会给环境造成一定程度的污染；

2、电阻焊接的过程中，难以避免电烙铁所产生的高温及产生的静电对LED造成直接损坏和软体性损坏，严重影响LED正常使用寿命；

3、电阻的焊接，需要工作人员具备一定的焊接技能，不利于操作生产；

4、LED灯串中的电阻，在使用过程中容易发热，严重时会将封装的塑胶料融化，存在一定的危险性；

5、焊接电阻，需要耗费人力，时间等，给企业增加了间接成本和直接成本。

发明内容

针对上述问题，本实用新型在于提供一种无需外接电阻的LED灯串，在没有外接电阻的情况下，可保证LED灯串能够在民用电压或者指定工作电压下正常发光，且LED灯串的正常使用寿命不受影响。同时，该一种无需外接电阻的LED灯串，在生产加工时，可以减少电阻的焊接工序，有效保证LED不受电烙铁所产生的高温及产生的静电的软体性损坏、击穿；该一种无需外接电阻的LED灯串，在量产时，不需要工作人员具备焊接技能，有利于生产，可大大节约企业的成本，降低直接成本和失败成本，节约工时。

本实用新型所采用的技术方案：

一种无需外接电阻的LED灯串，包括电源插头、整流电路和连接在整流电路输出端上所串联的多个LED，在由所述串联的多个LED所组成的LED灯串中，至少有一个或者以上的LED为分压型LED，整流电路的正、负电极与串联LED的正、负电极相对应连接，构成灯串。

进一步，所述的分压型LED包括安装在其内部的发光二极管芯片和稳压二极管芯片，两者反向串联，发光二极管芯片的正极对应整流电路的正电极，负极对应整流电路的负电极，分压型LED的工作电压等于发光二极管芯片的工作电压加上稳压二极管芯片被反向击穿时钳制的电压。

此稳压二极管芯片被反向击穿时产生钳制电压，具有分压的作用，当有电流流经发光二极管芯片和反向流经稳压二极管芯片时，根据稳压二极管具有的特性，稳压二极管芯片钳制的电压等于稳压二极管芯片额定的钳制电压值。例如：分压型LED内置稳压二极管芯片钳制的电压值是5V，芯片工作电压是3.0V，流经发光二极管芯片和反向流经稳压二极管芯片的电流是0.02A，则稳压二极管芯片的钳压值是5V，整个分压型LED的工作电压是稳压二极管芯片的钳制电压与发光二极管芯片电压之和，即整个分压型LED的工作电压是8V；当分压型LED内置的稳压二极管芯片钳制电压是4V，整个分压型LED的工作电压是7V。

其中，在所述的LED灯串中的所有LED可以均为分压型LED。另外，也可以在所述的LED灯串中的部分LED为分压型LED，其余为普通LED。

所述一种无需外接电阻的LED灯串，首先是将带有金属端子的电线插入软头内部的金属端子插槽内；其次，将传统LED和分压型LED装入软芯内；第三，将整流电路组装在电源插头内部；第四，将带有传统LED和分压型LED的软芯插入软头的软芯插槽内；第五，从第一个LED和最后一个LED引出LED灯串的正电极和负电极；第六，将引出的正电极和负电极与电源插头输出电压的正极和负极相连接。最后，将组装完整的LED灯串接入民用电压或者指定的工作电压，LED就能正常发光，对周围环境就产生了照明和装饰美感了。

本实用新型的有益效果是：本灯串包括电源插头、整流电路和连接在整流电路输出端上所串联的多个LED，在由所述串联的多个LED所组成的LED灯串中，至少有一个或者以上的LED为分压型LED，。该LED灯串上所串联的分压型LED，工作电压高于传统LED工作电压，当传统LED灯串串联组成的灯串的工作电压低于民用电压或者指定工作电时，可在LED灯串中串联一个或者多个分压型LED，就能分掉高于LED灯串的电压，保证整条灯串能够在民用电压或者指定工作电压下正常工作；同时，该LED灯串可以全部采用分压型LED串联组成，同样能够保证LED灯串能够在民用电压或者指定工作电压下正常工作，且寿命不受影响。另外，本灯串可以减少LED灯串在生产时的电阻焊接工序，有效保证LED不受电烙铁产生的高温及产生的静电的软体性损坏、击穿，保证了LED产品的质量。在生产时，不需要工作人员具备焊接技能，就可以生产，大大节约企业成本，降低直接成本和失败成本，节约工时，有利于规模性生产。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明：

图1、图2是传统LED灯串组装时需要在LED脚焊接电阻组装的示意图；

图3、图4是传统LED灯串组装时需要在电源插头与LED之间焊接电阻组装的示意图；

图5、图6、图7是本实用新型一种无需外接电阻的LED灯串的整流电路原理图；

图8、图9是本实用新型一种无需外接电阻的LED灯串的分压型LED原理图

图10是本实用新型一种无需外接电阻的LED灯串的结构示意图；

图11、图12、图13是本实用新型一种无需外接电阻的LED灯串的电路原理图；

图14是本实用新型一种无需外接电阻的LED灯串的软头、软芯组装结构示意图；

图15、图16、图17是本实用新型一种无需外接电阻的LED灯串的电路原理图；

具体实施方式：

参照图5，本实用新型一种无需外接电阻的LED灯串的整流电路原理图，由四个整流二极管组成，或者由四个整流二极管集成为一体，是将交流电压AC转换成直流电压DC。

参照图6，本实用新型一种无需外接电阻的LED灯串的整流电路原理图，由四个整流二极管或者由四个整流二极管集成为一体，并在整流二极管输出端并联一滤波电容，是将交流电压AC转换成直流电压DC，且电压纹波平滑、稳定。

参照图7，本实用新型一种无需外接电阻的LED灯串的整流电路原理图，由一个整流二极管和一个滤波电容组成，滤波电容与整流二极管输出端的正极和负极并联，是将交流电压AC转换成直流电压DC，且电压纹波系数平滑、稳定。

参照图8，本实用新型一种无需外接电阻的LED灯串的分压型LED3原理图，包括稳压二极管芯片31和发光二极管芯片30。稳压二极管芯片31的正极连接发光二极管芯片30的正极，稳压二极管芯片31的负极和发光二极管芯片30的负极分别作为分压型LED3工作电压的正极和负极，当有电流反向流经稳压二极管芯片31和发光二极管芯片30时，稳压二极管芯片31将产生钳制电压，分掉多余的电压，根据稳压二极管具有的特性，稳压二极管芯片31钳制的电压等于稳压二极管芯片额定的钳制电压值。例如：分压型LED3内置稳压二极管芯片钳制的电压值是9V，芯片工作电压是3.0V，流经发光二极管芯片30和反向流经稳压二极管芯片31的电流是0.02A，则稳压二极管芯片的钳压值是9V，整个分压型LED3的工作电压是稳压二极管芯片的钳制电压与发光二极管芯片30电压之和，即整个分压型LED3的工作电压是12V。

参照图9，本实用新型一种无需外接电阻的LED灯串的分压型LED3原理图，包括稳压二极管芯片31和发光二极管芯片30。稳压二极管芯片31的负极连接发光二极管芯片30的负极，稳压二极管芯片31的正极和发光二极管芯片30的正极分别作为分压型LED3工作电压的负极和正极，当有电流反向流经稳压二极管芯片31和发光二极管芯片30时，稳压二极管芯片31将产生钳制电压，分掉多余的电压，根据稳压二极管具有的特性，稳压二极管芯片钳制的电压等于稳压二极管芯片额定的钳制电压值。例如：分压型LED3内置稳压二极管芯片钳制的电压值是3V，芯片工作电压是2.2V，流经发光二极管芯片30和反向流经稳压二极管芯片的电流是0.02A，则稳压二极管芯片的钳压值是3V，整个分压型LED3的工作电压是稳压二极管芯片的钳制电压与发光二极管芯片30电压之和，即整个分压型LED3的工作电压是5.2V。

参照图10，本实用新型一种无需外接电阻的LED灯串的结构示意图，包括电源插头1、整流电路2、电线20、软头4、软芯5、金属端子6和多个LED，其中LED是传统的普通LED和分压型LED3。该灯串，首先是将带有金属端子6的电线20插入软头4内部的金属端子插槽内；其次，将传统LED和分压型LED3装入软芯5内；第三，将整流电路2组装在电源插头1内部；第四，将带有传统LED和分压型LED3的软芯5插入软头4的软芯插槽内；第五，从第一个LED和最后一个LED引出LED灯串的正电极和负电极；第六，将引出的正电极和负电极与电源插头1内整流电路2输出的正极和负极相连接。最后，将组装完整的LED灯串接入民用电压或者指定的工作电压，LED就能正常发光了。例如：蓝色LED规格3.2V/0.02A，特殊蓝色LED规格是11.2V/0.02A，将20个蓝色LED和5个特殊蓝色LED串联组装后组成LED灯串，该LED灯串的额定工作电压是120V；指定的工作电压AC120V经过整流电路转换成直流电压DC120V，灯串就能正常工作了；灯串中的分压型LED3内部反向串联了稳压二极管芯片，保证LED灯串在电压是120V条件下不被损坏、击穿。

参照图11，本实用新型一种无需外接电阻的LED灯串的电路原理图，整流电路2是将交流电压AC转换成直流电压DC，传统LED与分压型LED3串联连接，组成LED灯串。分压型LED3内部反向串联了稳压二极管芯片31，具有分压功能，分掉多余的电压，有效保证LED灯串能正常工作。例如：蓝色LED规格3.0V/0.02A，特殊蓝色LED规格是13.0V/0.02A，将27个蓝色LED和3个特殊蓝色LED串联组装后组成LED灯串，该LED灯串的额定工作电压是120V，指定的工作电压AC120V经过整流电路转换成直流电压DC120V后，灯串就能正常工作了，灯串中的分压型LED3内部反向串联了稳压二极管芯片，保证LED灯串在电压是120V条件下不被损坏、击穿。

参照图12，本实用新型一种无需外接电阻的LED灯串的电路原理图，若对LED灯串的工作电压具有严格要求时，在整流电路2输出端的正电极和负电极之间并联一个滤波电容，保证直流电压纹波系数平滑、稳定。例如：白色LED规格3.0V/0.02A，特殊白色LED规格是13.0V/0.02A，将27个白色LED和3个特殊白色LED串联组装后组成LED灯串，要求提供平滑、稳定的直流电压，需要在交流电压AC120经整流电路转换成直流电压DC120时，在直流电压DC120V的正极和负极并联一个滤波电容，保证直流电压平滑、稳定。

参照图13，本实用新型一种无需外接电阻的LED灯串的电路原理图，当LED灯串需要工作在半波整流电压时，只需要串联一个整流二极管2，并在输出端并联一滤波电容，保证直流电压纹波系数平滑、稳定。例如：白色LED规格3.0V/0.02A，特殊白色LED规格是13.0V/0.02A，将27个白色LED和3个特殊白色LED串联组装后组成LED灯串，要求提供半波整流，而且电压纹波需要平滑、稳定的直流电压，需要在交流电压AC120经整流二极管转换成直流电压DC120时，在直流电压DC120V的正极和负极并联一个滤波电容，保证直流电压平滑、稳定。

参照图14，本实用新型一种无需外接电阻的LED灯串的软头、软芯组装结构示意图，用带有金属端子6的电线20插入软头4内的金属端子插槽，再将附有LED的软芯5插入软头4的内部。

参照图15，本实用新型一种无需外接电阻的LED灯串的电路原理图，整流电路2是将交流电压AC转换成直流DC电源的器件，LED灯串全部由分压型LED3串联组成，因分压型LED内部反向串联了稳压二极管芯片，能保证LED灯串能够在指定工作电压下正常发光，且寿命不受影响。例如：分压型LED，发光颜色是蓝色，规格是10V/0.02A，则用12个分压型LED串联，额定工作电压是120V，将AC120V电压经整流电路转换成DC120V后，就可以保证LED灯串能够正常工作了，无需外接任何电阻。

参照图16，本实用新型一种无需外接电阻的LED灯串的电路原理图，整流电路2是将交流电压AC转换成直流电压DC的器件，并在正极与负极之间并联了一个滤波电容，保证直流电压DC纹波系数平滑、稳定；LED灯串全部由分压型LED3串联组成，因分压型LED内部反向串联了稳压二极管芯片，能保证LED灯串能够在指定工作电压下正常工作，且寿命不受影响。例如：分压型LED，发光颜色是白色，规格是8V/0.02A，将15个分压型LED串联，额定的工作电压是120V，交流电压AC120V经整流电路转换成直流电压DC120V后，LED灯串就能正常工作了。

参照图17，本实用新型一种LED灯串的电路原理图，整流电路2是由一个整流二极管构成，并在整流二极管的输出正极和负极并联一个滤波电容，保证直流电压DC纹波系数平滑、稳定。LED灯串全部由分压型LED3串联组成，因为分压型LED内部反向串联了稳压二极管芯片，能保证LED灯串能够在指定工作电压下正常工作。例如：分压型LED，发光颜色是红色，规格是6V/0.02A，将20个分压型LED串联连接，额定工作电压是120V，交流电压AC120V经整流二极管整流转换成直流电压DC120V后，LED灯串就能正常发光了。

以上举例仅为了方便说明本发明创造，在不脱离本发明创造的精神范畴，熟悉此技术的人士所作的各种简易变相与修饰，仍然归属于本实用新型保护的技术方案。

Claims (10)

1、一种无需外接电阻的LED灯串，包括电源插头(1)、整流电路(2)和连接在整流电路(2)输出端上所串联的多个LED，其特征在于：在由所述串联的多个LED所组成的LED灯串中，至少有一个或者以上的LED为分压型LED(8)，整流电路(2)的正、负电极与串联LED的正、负电极相对应连接，构成灯串。

2、根据权利要求1所述的一种无需外接电阻的LED灯串，其特征在于：所述的分压型LED(8)包括安装在其内部的发光二极管芯片(30)和稳压二极管芯片(31)，两者反向串联，发光二极管芯片(30)的正极对应整流电路(2)的正电极，负极对应整流电路(2)的负电极，分压型LED(8)的工作电压等于发光二极管芯片的工作电压加上稳压二极管芯片被反向击穿时钳制的电压。

3、根据权利要求2所述的一种无需外接电阻的LED灯串，其特征在于：分压型LED(8)的内部稳压二极管芯片(31)的正极与发光二极管芯片(30)的正极连接，稳压二极管芯片(31)的负极与发光二极管芯片(30)的负极分别作为分压型LED(8)工作的正电极和负电极。

4、根据权利要求2所述的一种无需外接电阻的LED灯串，其特征在于：分压型LED(8)的内部稳压二极管芯片(31)的负极与发光二极管芯片(30)的负极连接，稳压二极管芯片(31)的正极与发光二极管芯片(30)的正极分别作为分压型LED(8)工作的负电极和正电极。

5、根据权利要求1或者2所述的一种无需外接电阻的LED灯串，其特征在于：在所述的LED灯串中的所有LED均为分压型LED(8)。

6、根据权利要求1或者2所述的一种无需外接电阻的LED灯串，其特征在于：在所述的LED灯串中的部分LED为分压型LED(8)，其余为普通LED(9)。

7、根据根据权利要求6所述的一种无需外接电阻的LED灯串，其特征在于：分压型LED(8)的工作电压高于普通LED(9)的工作电压。

8、根据权利要求1所述的一种无需外接电阻的LED灯串，其特征在于：所述的整流电路(2)是由四个整流二极管组成或者由四个整流二极管集成一体组成。

9、根据权利要求1所述的一种无需外接电阻的LED灯串，其特征在于：所述的整流电路(2)是由四个整流二极管或者由四个整流二极管集成一体和滤波电容组成。

10、根据权利要求1所述的一种无需外接电阻的LED灯串，其特征在于：所述的整流电路(2)是由一个整流二极管和滤波电容组成。

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