CN201382385Y - 电容式恒流源led灯 - Google Patents

Abstract

电容式恒流源LED灯，包括保险器、限流电容、桥式整流器、滤波电容和LED器件，其特征在于，保险器一端与市电相连，保险器另一端和限流电容串联并与桥式整流器输入端连接，桥式整流器输出端接滤波电容，并与LED器件相连。本设计的优点是：1.采用电容性恒流源电路简单。因为电路只用简单的几个元件，即可满足LED正常工作的要求，电路极其简洁。电路中不使用降压或限流的阻性耗能元件，使电路达到最佳经济状态。2.采用电容性恒流源对LED供电稳定可靠。3.电容性恒流源适应性广。4.造价低。5.灯具结构采用支架(引脚)导引LED内部热量，空气以自然对流的方式对LED降温，能有效减缓LED的老化速度，延长使用寿命。6.本设计灯具安全。

Description

电容式恒流源LED灯

【技术领域】

本技术涉及一种使用晶体发光二极管LED(英文lightemitting diode的缩写)作为电光转换器件的新型照明光源，即电容式恒流源LED灯。

【背景技术】

晶体发光二极管LED是一种具有电光转换效率很高、能源消耗极低特点的新型冷光源，用其替代以前普遍使用的白炽灯甚至节能萤光灯，已经成为许多人的共识。

但是LED由于其本身的物理特点，对所供电源的电压、电流的允许波动范围很小，要求比较苛刻。为满足LED的工作条件，其电源部分一般都做得比较精细复杂，以保证电源的控制精度。由此带来的问题是：

复杂的电路会影响其可靠性。因为电子元器件会有一定的故障概率，电路中任一元件的故障都可能使相关电路失去效能，甚至损坏整个系统；为避免这种情况出现，又可能设置更为复杂的保护、控制电路。结果可能是电路越做越复杂。

复杂的电路必然造价高。使用元器件越多，或者所用元器件的质量或精度要求越高，成本就越高。高成本所形成的性价比肯定不利于市场的认可，不利于LED灯这种低能耗产品的推广。

此外，LED灯尽管电光转换效率极高，仍然有极小部分电力损耗转换为热能，目前LED采用树脂封装，不能散热；其损耗形成的热量虽小，长时间的聚集在PN结部位，仍然会加速LED的老化，缩短其使用寿命。

【发明内容】

为了克服目前LED灯电源电路过于复杂、成本高、难维修和灯具散热难的缺点，本实用新型提出了一种电容式恒流电源电路和通风散热良好的LED灯具的新设计。

这种电容式恒流源LED灯，包括保险器、限流电容、桥式整流器、滤波电容和LED器件，其特征在于，保险器一端与市电相连，保险器另一端和限容电容串联并与桥式整流器输入端连接，桥式整流器输出端接滤波电容，并与LED器件相连。

LED器件为若干个LED发光二极管串联和/或并联组成，这些LED发光二极管安装固定在灯体上，灯体包括灯头和与之相连的空心筒体，它们均为绝缘材料制作，灯头顶部固定有金属片，灯头侧面有一小孔，小孔内有一金属弹片，筒体顶部和周围均匀固定着LED发光二极管，每个LED发光二极管的支架即引脚向筒体内延伸，每个LED发光二极管的支架通过串联和/或并联在一起，其正负极分别与滤波电容并接后，与恒流源电路板的整流器输出端正负极相连，恒流源电路板的交流输入端与灯头顶部和侧面的金属片相连，灯体上下部位都开有通风孔。

保险器为过流型电子保险，限流电容为无极性电容，滤波电容为电解电容。

可以在LED发光二极管的支架上固定散热金属片。

可以将保险器、限流电容、桥式整流器和滤波电容集中布置在一块电路板上，置于灯头内。

本实用新型的工作原理介绍如下：

1.在电路设计上，根据LED发光需要提供稳定的恒流电源的特点，依LED群的负载电流的大小，选择电流匹配的限流电容(必须是无极性电容)作为恒流源主要控制元件接入交流市电，通过限流电容的电流经桥式整流器形成一个稳定的电容性恒流源，整流后的直流电送到LED群(许多LED管串联和/或并联)，使LED发光；负载LED群并联一滤波电容，除滤波效用外，还起到稳定电压、抗冲击电流的作用，保护LED不易损坏。同时在市电进口端装设电流型保险，在电路故障时迅速切断电源。

2.在灯具结构设计上，为消除LED采用树脂封装而不易散热的缺陷，设置采用小功率LED作发光元件时，将LED的金属支架(LED的正、负极引出脚)在灯具筒体内部延伸凸出在空气中，必要时可以在支架(引脚)上附加铝制金属片以增加散热面积，同时在灯具的上、下部位开设通风孔。LED工作时，其PN结处产生的热量沿支架(引脚)传导散发于空心筒体内，空心筒体内空气受热而上升从高位通风孔逸出，冷空气自低位通风孔进入补充，形成自然对流冷却，使LED维持在较低温度的状态，减缓其老化。

本设计的优点是：

1.采用电容性恒流源简单。因为电路只用简单的几个元件，即可满足LED正常工作的要求，电路极其简洁。电路中不使用降压或限流的阻性耗能元件，使电路达到最佳经济状态。

2.采用电容性恒流源可靠。接入市电的限流电容器所通过的交流电流，是依照公式：I(电流)＝U(市电电压)÷1/2πfC(限流电容器的容抗)确定的。相对而言，因为市电的电压U和频率f是稳定的，限流电容器成品的容量C也是稳定的，故限流电容器的容抗也是稳定的，稳定的容抗上加一个稳定的市电电压，所以流过限流电容器的是一个稳定的电流，此电流经整流后，变为一个稳定的直流电供给LED群。只要LED群负载的总电流与恒流源的电流匹配，就可满足LED的正常工作要求。与LED群并接的大容量滤波电容则更好的保护了发光二极管免受可能出现的冲击电压、电流所造成的伤害。本电路LED采用并联与串联混用的方式，还可避免因个别LED损坏而造成整灯不亮的缺点，提高了可靠性。

3.采用电容性恒流源适应性广。因为采用恒流源方式，串联的支路内可以在较大范围灵活增减LED的数量，而不须改动其他电子元件的参数，因而可在较大范围内满足亮度调节要求，提高标准化作业效率。

4.采用电容性恒流源造价低。因为电路简单，元件少，所用元件小巧而普通，因而大大降低造价，有利于低能耗LED灯的普遍推广。

5.灯具结构采用支架(引脚)导引LED内部热量，空气以自然对流的方式对LED降温，能有效减缓LED的老化速度，延长使用寿命。

6.本设计注重灯具的安全性。电路设置有电流型保险，防止电路故障扩大造成损失；灯头整体采用PVC或其他阻燃耐热材料制成，灯体市电的接入，采用在灯头顶部设金属片和在灯头侧位开一小孔加金属弹片的方式，去除常规的金属灯头，人员难以接触到灯头可能带电的部位，大大降低了触电的机率。

【附图说明】

图1是本实用新型的电路图，

图2是灯体主视图，

图3是灯体A-A剖视图，

图4是灯体俯视图。

图中：1、保险器，2、限流电容，3、桥式整流器，4、滤波电容，5、发光二极管LED，6、通风孔，7、PVC灯体，8、凸伸于灯具内的LED支架(引脚)，9、灯头侧引线孔及金属弹片，10、灯头顶部金属片。

【具体实施方式】

下面结合附图对本实用新型详细说明如下：

在图1中，保险器1与限流电容2串联后，与桥式整流电器3联接，接入220V市电，形成稳定的恒流源；整流后的直流电输出至与滤波电容4并联的的LED群5，转换为光能。LED5的数量按设计照度要求考虑，LED5的联接方式以其总电流与恒流源相匹配为原则确定串或并联方式。整个电路集中布置在一块电路板上，置于灯头内。

在图2、图3、图4中，若干LED5均匀的分布于采用PVC材料制作的空心筒体7的周边和顶部，形成发光体；LED5的支架8(引脚)在筒体7内适当延伸凸起，增加与空气的接触面，并按电路要求联接；在PVC筒体7的上部和下部的周边上开有通风孔6，电路板需要接入的市电引线焊接于灯头顶部的金属片10和侧面的金属片9上，灯头旋入灯座接触受电。

Claims (5)

1、电容式恒流源LED灯，包括保险器、限流电容、桥式整流器、滤波电容和LED器件，其特征在于，保险器一端与市电相连，保险器另一端和限流电容串联并与桥式整流器输入端连接，桥式整流器输出端接滤波电容，并与LED器件相连。

2、根据权利要求1所述电容式恒流源LED灯，其特征在于，LED器件为若干个LED发光二极管串联和/或并联组成，这些LED发光二极管安装固定在灯体上，灯体包括灯头和与之相连的空心筒体，它们均为绝缘材料制作，灯头顶部固定有金属片，灯头侧面有一小孔，小孔内有一金属弹片，筒体顶部和周围均匀固定着LED发光二极管，每个LED发光二极管的支架，即引脚向筒体内延伸，每个LED发光二极管的支架通过串联和/或并联在一起，其正负极分别与滤波电容并接后，与恒流源电路板的整流器输出端正负极相连，恒流源电路板的交流输入端与灯头顶部和侧面的金属片相连，灯体上下部位都开有通风孔。

3、根据权利要求1所述电容式恒流源LED灯，其特征在于，保险器为过流型电子保险，限流电容为无极性电容，滤波电容为电解电容。

4、根据权利要求1所述电容式恒流源LED灯，其特征在于，在LED发光二极管的支架上固定散热金属片。

5、根据权利要求1所述电容式恒流源LED灯，其特征在于，保险器、限流电容、桥式整流器和滤波电容集中布置在一块电路板上，置于灯头内。

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