CN201414242Y

CN201414242Y - 用市电直接驱动led灯的恒流装置

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Publication number: CN201414242Y
Application number: CN2009201306377U
Authority: CN
Inventors: 王中美
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-04-15
Filing date: 2009-04-15
Publication date: 2010-02-24
Anticipated expiration: 2019-04-15

Abstract

本实用新型涉及一种用市电直接驱动LED灯的恒流装置，包括电压调节器，安装在所述恒流装置的电源输入端；软启动器，安装在所述电压调节器的触发电路中；线性恒流器，安装在所述整流滤波电路的正输出端；电压检测开关，安装在所述线性恒流器恒流IC输入与输出端之间；温度开关安装在所述线性恒流器散热器上面；LED灯亮度定时调整开关，安装在所述线性恒流器输出端；LED灯组，安装在所述线性恒流器的输出端。本实用新型对电网电压直接进行调节和稳压，所述线性恒流器恒流点亮LED灯组；本实用新型有过压、过流、过温保护和缓启动功能，有防LED灯早衰，防杂波干扰，防ESD功能。

Description

用市电直接驱动LED灯的恒流装置

技术领域

本实用新型涉及一种用市电直接驱动LED灯的恒流电源领域，恒流驱动电源与LED发光芯片构成室内外LED照明灯。

背景技术

LED照明灯具有发光效率高、使用寿命长、省电节能，不含汞、铅类有害物质，绿色环保，具体积小，抗震的优点，是各国都在积极研究开发和推广的新型节能照明灯产品。单颗LED灯是在低电压恒流条件工作(3～4.5V)，直接用市电驱动的LED普通照明灯还有技术瓶颈急待解决。目前人们普遍研究采用降压方法，把市电降成低压整流稳压稳流点亮LED灯，方案有：1.电源变压器降压法，变压器的体积大，重量重，效率低，成本高，节能效果不佳，且不易与LED灯组构成一体化结构；2.阻容降压法，结构虽简单，但LED灯工作电流随电源电压的波动及环境温度的变化而改变很大，不恒流，且较难提供大电流满足大功率LED灯要求；3.开关电源专用IC，这是目前较多采用的方法，电路结构复杂，有成本高问题，工作频率较高，EMI问题不好解决；、

目前大功率的单颗LED芯片(如20W、50W、100W等)技术还不太成熟，现在大多采用数颗、数十颗、至数百颗中、小功率的LED芯片串、并联或串并混联连接方式，用低电压把LED灯点亮，多路并联或串并混联方法，会有LED灯电流不均匀问题，多路供电方式有结构复杂、成本高问题，就是大功率单颗LED芯片技术很成熟了，也会有LED灯热量过度集中，不利于解决散热问题。

实用新型内容

为了解决LED照明灯驱动电源电路的效率、成本、通用性、散热、干扰之技术瓶颈，本实用新型提供一种用市电直接驱动LED灯的恒流装置，这种恒流驱动电路使用普通常用的电子元器件，易于生产组合，本恒流驱动装置可与LED灯构成一体化结构，实现通用和普及，而且驱动电路效率高(电源总效率在93％以上)，驱动电流稳定(恒流精度优于2％)，成本低，易解决EMI问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型提供的一种用市电直接驱动LED灯的恒流装置，包括：

电压调节器，由双向可控硅和触发电路组成，安装在所述恒流装置的电源输入端，所述电压调节器的输出端与整流滤波电路输出端连接；所述电压调节器可由单向可控硅和所述触发电路组成，此时所述电压调节器连接在整流电路的输出端与滤波电路的输入端之间；

软驱动器，安装在所述电压调节器的触发电路中；

线性恒流器，由线性恒流IC和恒流取样电阻网络组成，安装在所述整流滤波电路的输出端，所述线性恒流器输出端与LED灯组负端连接；

电压检测开关，由电压检测线圈和电子开关组成，安装在所述线性恒流器输入与输出之间，其开关控制端与所述触发电路的触发电阻网络连接；

温度检测开关，安装在所述线性恒流器的散热器上面，其开关控制端与所述触发电阻网络连接；

LED灯组，由LED灯和LED保护器组成，安装在所述线性恒流器输出端，所述LED灯组负端与所述整流滤波电路负端连接，所述LED灯组有数个或数十个或更多LED灯串联组成，每个(或1个以上)LED灯两端并联有一个LED保护器，防止任一个LED灯早衰时，会使所述LED灯整盏仍然会点亮，所述LED保护器也起保护所述LED灯免受瞬间反向高压冲击的作用；当使用的LED灯数量较多时，串联成一组LED组不能正常工作，把LED灯平均分成两组或两组以上，每组LED灯配置一个线性恒流器给LED灯组提供恒流供电，所述电压调节器、电压检测开关、温度检测开关可供几个LED灯组共用，当线性恒流器只用一个给几个LED灯组提供工作电流时，要给每个LED灯组加一个均流器；

LED灯亮度定时控制开关，由定时电路和定时电子开关成组，安装在所述线性恒流器输出端，其开关与所述线性恒流取样电阻网络连接。

当接通电源电压时，所述软启动器会控制所述电压调节器的开通角度，控制LED灯在极短时间内工作电流缓慢增加，防止上电瞬间有大电流冲击LED灯；电源电压经所述电压调节器调整及整流滤波电路整流滤波后，由线性恒流器恒流，提供给LED灯稳定的工作电流；所述电压检测开关检测到所述线性恒流器输入输出端之间承受的电压降因市电波动而升高(或降低)时，所述电压检测开关控制所述电压调节器的开通角度减小(或增大)；当市电异常波动升得很高时，所述线性恒流器其温度升高，所述温度检测开关会减小所述电压调节器开通角度；本实用新型有过压、过温、过流保护和缓启动功能；有防早衰、防杂波干扰、防ESD电路。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明。

图1是本实用新型的基本原理线路图；

图2是本实用新型采用单向可控硅组成电压调节器的原理线路图；

图3是本实用新型的LED灯保护器示意图a；

图4是本实用新型的LED灯保护器示意图b；

图5是本实用新型的LED灯保护器示意图c；

图6是本实用新型的LED灯保护器示意图d；

图7是本实用新型的LED灯保护器示意图e

图8是本实用新型的LED灯保护器示意图f.

参考图1，本实用新型所述的恒流装置由一下组成：电压调节器，由双向可控硅TA1，双向二级管DB1，触发电容C2，软启动器1，触发电阻网络2组成，安装在所述恒流器装置的输入电源端，所述电压调节器输出端与整流滤波电路输出端连接；线性恒流器，由线性恒流IC5，恒流取样电阻网络R1组成，安装在所述整流滤波电路的正端与所述LED灯组正端之间；LED灯组，由LED灯和LED灯保护器组成，安装在所述线性恒流器输出端与所述整流滤波电路负端之间；软启动器1，安装在所述电压调节器的触发电路中，她会在上电瞬间，控制所述电压调节器的开通角度，实现所述LED灯组的工作电流在短时间内缓慢增大，防止上电瞬间大电流对所述LED灯组的冲击；电压检测开关，由电压检测线圈组7和电子开关组4组成，安装在所述线性恒流IC5的输入与输出端之间，电压检测开关可以是一组，也可以是一组以上，多组电压检测开关可以提高电压调节控制精度，以提高电源效率；温度检测开关安装在所述线性恒流器散热器上，其控制开关与所述触发电阻网络连接，当所述线性恒流IC5输入输出端之间电压降较高时，恒流IC5的散热器温度会升高，所述温度检测开关会控制所述电压调节器的开通角度减小。

参考图2，本实用新型所述电压调节器由单向可控硅SCR，双向二极管DB1，触发电容C2，软启动器1组成，安装在所述整流电路与滤波电路之间，控制单向可控硅SCR的导通角度，控制调整所述LED灯的电源电压(需经过所述线性恒流器恒流)。

参考图3，所述LED灯保护器由稳压二极管组成，安装在所述LED灯的两引脚上，所述稳压二极管的稳定电压值略高于LED灯的(在额定工作电流时的)正向工作电压，所述稳压二极管的额度功率等于或略大于所述LED灯正常工作时稳压二极管的工作电压略高于LED灯电压无电流，当某个LED灯早衰开路时，所述LED灯组任能正常工作点亮。

参考图4，所述LED灯保护器由晶体二极管加一电阻和稳压二极管组成，所述稳压二极管的稳定电压值等于或略高于所述LED灯的(在额定工作电流时的)正向工作电压，所述稳压二极管是小功率稳压二极管，所述晶体三级管满足LED灯正向工作的电流要求，与晶体三极管串联的电阻作用是：当所述晶体三极管饱种导通时，晶体管的饱和压加上电阻压降约。所述LED灯正常工作时，因所述稳压二极管稳定电压加上所述晶体三极管b_e极正向结电压高于所述LED灯正向工作电压，所述晶体三极管无基极电流而不工作，当某个LED灯早衰开路时，所述LED灯组仍能正常工作点亮。

参考图5或图6，所述LED灯保护器由硅电压开关二极管和电阻组成，硅电压开关二极管与电阻串联，安装在所述LED灯的两引脚上，所述硅电压开关二极管是一个较为理想的电子开关，有单向管和双向管，转折电压值(导通点电压值)在6V或以上，所述硅电压开关二极管在高于转折点电压值导通后，通态电压约1.5v，所以串联所述电阻，在通态时，所述硅电压开关二极通态电压加上所述电阻上的压降约等于LED灯的正向工作电压，LED灯正常工作时，所述硅电压二极管电压低于转折点电压，处于截止状态，当某一LED灯早衰时，所述硅电压二极管处于通态，所述LED灯组仍能正常工作点亮。

参考图7，所述LED灯保护器由双向二极管组成，安装在所述LED灯的两引脚上，双向二极管又称双向触发二极管，还称二端交流器件(DIAC)，其正、反向伏安特性完全对称，当两端电压小于正向转折电压时，呈高阻态，当电压高于正向转折电压时进入负阻值，仅向特性相同。选择转折电压高于LED灯正常点亮工作电压，导通进入负阻状态时电压降约等于LED灯正常点亮工作电压的双向二极管，当某一LED早衰时，保护所述LED灯组仍能正常工作点亮。

参考图8，所述LED灯保护器由可控硅TA加上一个电阻R和触发电路组成，安装在所述LED灯的两引脚上，所述可控硅TA可以是单向可控硅，也可以是双向可控硅，与可控串联的电阻作用是当可控硅导通时，可控硅的电压降加上电阻的电压降等于LED灯的电压降，所述触发电路由限流电阻和触发管组成，所述触发管可以是双向触发二极管或硅电压单/双向二极管或稳压二极管及其他电子开关，所述触发管的开启电压(或转折电压)略高于所述LED灯的正常点亮工作电压，当某一LED灯早衰时，保护LED灯组仍能正常工作点亮。

所述LED灯组是由数个或数十个或更多个LED灯组，所述LED灯保护器可以是每一个保护器保护一个LED灯，也可以是一个保护二个或两个以上的LED灯，选择保护器允许的工作电流、电压、功率与所保护的LED灯要匹配。

所述恒流装置各部件安装位置有改动，或所有极性元器件极性都向反工作，或所选用的元器件有些相似变化，那么所有工作原理是一样，所选择的元器件应当保持各电参数的匹配。

以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。

Claims

1.一种用市电直接驱动LED灯的恒流装置，其特征在于，包括：

电压调节器，安装在所述恒流装置的输入端，所述电压调节器输出端与整流滤波电路输入端连接；

缓启动电器，安装在所述电压调节器的触发电路中；

线性恒流器，安装在所述整流滤波电路正输出端，所述线性恒流器的输出端与LED灯组正输入端连接；

电压检测开关，安装的所述线性恒流器恒流IC输入与输出之间，其开关控制端与所述触发电路的触发电阻网络连接；

温度开关，安装在所述恒流IC散热器上面，其开关控制端与所述触发电阻网络连接；

LED灯组，安装在所述线性恒流器输出端，LED灯组负端与所述整流滤波电路负端连接。

2.如利要求1所述的恒流装置，其特征在于，所述电压调节器由双向可控硅和所述触发电路组成，其输出端与所述整流滤波电路连接，所述触发电路由双向触发二极管，触发电容，所述软启动器和所述触发电阻网络组成，所述触发电阻网络的总电阻值受所述电压检测开关和温度开关的调整。

3.如权利要求1所述的恒流装置，其特征在于，所述线性恒流器由恒流IC和所述取样电阻网络组成，所述恒流IC外壳安装有散热器，所述温度开关紧贴所述散热器安装，其温度开关控制端与所述触发电阻网络连接。

4.如权利要求1所述恒流装置，其特征在于，所述电压检测开关由电压检测线圈和电子开关组成，检测所述恒流IC输入与输出端之间的电压降，所述电子开关与所述触发电阻网络连接。

5.如权利要求1所述恒流装置，其特征在于，所述LED灯组由LED灯和LED保护器组成，LED灯组正端与所述线性恒流器输出端连接，LED灯组负端与所述整流滤波电路负端连接。

6.如权利要求1所述的恒流装置，其特征在于，所述LED灯亮度定时调整开关由定时电路和定时电子开关组成，所述定时电子开关与所述恒流取样电阻网络连接。

7.如权利要求1或2或3或4或5或6所述的恒流装置，其特征在于，述电压调节器可由单向可控硅和所述触发电路组成，用单向可控硅的压调节器输入端与整流电路连接，其输出端与滤波电路输入端连接。