CN201854468U

CN201854468U - 一种可调光的交流led灯

Info

Publication number: CN201854468U
Application number: CN201020587664XU
Authority: CN
Inventors: 张波; 巢时斌; 张雪霁; 眭永明; 张桂东; 肖文勋; 丘东元
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2010-11-02
Filing date: 2010-11-02
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2020-11-02

Abstract

本实用新型提供了一种可调光的交流LED灯，包括交流LED灯和方波电流发生电路，方波电流发生电路与交流LED灯的两输入端连接。所述交流LED等效成并联在一起的两串LED，且两串LED的极性相反。本实用新型的交流LED交替工作，改善了单串LED的散热性能；在单串LED导通时流过恒定的电流，确保LED发光稳定，保证了LED的长寿命；采用电流驱动，交流LED利用率高；调节控制方波电流发生电路输出电流的占空比，可调节LED的光输出量，同时由于调光时电流幅值不改变，使得峰值波长基本不发生漂移，色温稳定，调光性能好。

Description

一种可调光的交流LED灯

技术领域

本实用新型属于半导体照明应用领域，涉及一种可调光的交流LED灯。

背景技术

半导体照明灯具由于具有发光效率高、节电效果明显、寿命长、无污染、抗震动等显著优点，已日益受到世界各国的重视，有望在不久的将来取代传统的各种照明灯具。

交流LED是由多个超细LED晶粒组成的，每个晶粒就是一个LED PN结，其微晶粒可按多种工艺排列，例如交错矩阵排列工艺，如图1所示。交流LED可以流过双向电流，电路上可等效为两串直流LED反向并联联接，如图4中交流LED灯串2所示，实际应用中将多个直流LED按一定的顺序连接而使整体能流过双向电流的结构，也可以作为广义上的交流LED。

传统的交流LED驱动大多都采用正弦电压作驱动源（AC电源），直接加在交流LED两端（如图2），或先经过一个大容值的电解电容C（如图3），再加在交流LED上，由于串联的LED有一个很大的门槛电压，电压小于门槛电压时，LED不导通，而电压是按正弦从0缓慢上升的，因此在较长的时间内交流LED都是不导通的，这种驱动方式使得LED的利用率下降；另一方面，由于加在交流LED两端的电压波动较大，使得流过LED的电流剧烈波动，会加速LED的光衰，严重影响LED的寿命。

本实用新型解决了上述现有技术的缺点，并且该驱动方法还具有良好的调光性能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种适用于交流LED的驱动和调光方法。本实用新型在LED导通时流过恒定电流，确保LED发光稳定，保证LED长寿命，通过调节控制方波电流发生电路输出电流的占空比，可调节LED的光输出量，并保持峰值波长基本不漂移，色温稳定。

本实用新型通过如下技术方案实现：

一种可调光的交流LED灯，包括交流LED灯和方波电流发生电路，方波电流发生电路与交流LED灯的两输入端连接。

上述可调光的交流LED灯中，所述交流LED等效成并联在一起的两串LED，且两串LED的极性相反。

上述可调光的交流LED灯中，所述方波电流发生电路包括两个输出电流大小一致、方向相反的直流恒流电路，两个直流恒流电路各自通过一个可控开关（T₁、T₂）与交流LED灯的输入端连接。

本实用新型利用方波电流发生电路产生用于驱动交流LED的电流，方波电流发生电路的正向电流的幅值和反向电流幅值相等，两串LED交替导通，导通时发光亮度相同。所述正向电流和反向电流的导通宽度相等或不相等，在相邻的正向电流和反向电流之间是电流为0的区段，该区段宽度可调节。LED的点亮时间通过调节方波电流发生电路输出电流的占空比来调节。

与现有技术相比，本实用新型具有有如下优点：本实用新型在单串LED导通时流过的电流是恒定的，从而确保了LED发光稳定，减小了电流波动对LED的影响，保证了LED的长寿命；LED串2a和2b交替工作，在其中一串LED正常发光工作时，另一串LED不工作，流过的电流为0，PN结向周围散热，使LED结温不致过高；当加上图6所示电流时，LED立即导通，只在电流为0时LED不导通，LED点亮时程可以控制，最大点亮时程理论上可达到全周期360°；通过调节控制方波电流发生电路输出电流的占空比，可调节LED的光输出量，同时由于调光时电流幅值不改变，使得峰值波长基本不发生漂移，色温稳定，调光性能好。

附图说明

图1为交流LED的晶粒矩阵排布图。

图2为一种现有的交流LED驱动电路。

图3为另一种现有的交流LED驱动电路。

图4为本实用新型实施方式的交流LED调光驱动电路整体结构示意图。

图5为本实用新型实施方式中的一种交流LED调光驱动电路。

图6为本实用新型实施方式中基本的交流LED驱动电流波形。

图7为本实用新型实施方式中的交流LED调光驱动电流波形。

具体实施方案

以下结合附图对本实用新型的具体实施作进一步描述，但本实用新型的实施和保护不限于此。

如图4所示，电路主要由方波电流发生电路1和交流LED灯串2组成；方波电流发生电路1产生用于驱动交流LED灯串2的电流i，i的波形如图7所示，恒定幅值的电流驱动灯串（2a和2b）交替稳定发光，确保了LED发光稳定，并保证LED长寿命工作；另外通过调节控制方波电流发生电路输出电流i的占空比，可调节LED的光输出量，同时由于调光时电流幅值不改变，使得峰值波长基本不发生漂移，色温稳定，调光性能好。

如图5所示为本实用新型的一种具体的交流LED调光驱动电路，方波电流发生电路可以采用多种方式实现，例如图5所示电流合成电路，即采用两套直流恒流电路，其电流恒流值相等，通过开关T₁、T₂的切换控制，使交流LED获得如图7所示电流波形。

该电路的方波电流发生电路由两套直流恒流电路（I1和I2）组成，通过控制可控开关T₁、T₂的互补切换，I1和I2交替工作，即可产生图6所示驱动电流波形。当T₁导通时，第一直流恒流电路I1工作，产生正向电流，交流LED灯串2中的LED阵列2a导通，全部回路电流i经LED阵列2a流回电源端，此时LED阵列2a支撑着交流LED的全部光输出，其结温升高，在这个过程中，由于流过LED的电流保持恒定，因此光输出恒定，并且没有电流的大波动对LED造成影响；在此阶段，LED阵列2b由于不能流过反向电流而截止，PN结向周围散热，结温下降。当T₂导通时，第二直流恒流电路I2工作，工作情况正好与上述工作情况相反，由于正负电流幅值相等，从而使交流LED的光输出量基本保持不变，同时由于LED阵列2a和2b交替工作，使LED结温不致过高。

当方波电流发生电路产生图7所示驱动电流波形时，如通过控制图5中的T1和T2的导通状态，在T1导通时，电路产生正向电流，交流LED的2a发光工作，电路工作状态与图6中电流为正时情况完全相同；在T₁、T₂均不导通时，交流LED与电源断开，电流幅值为0，2a和2b都不工作，整个交流LED的光输出为0；在T₂导通时，电路产生反向电流，交流LED的 2b发光工作，电路工作状态与图6中电流为负时情况完全相同；在整个驱动周期中，在电流不为0 时，交流LED有光输出，且光输出恒定，在电流为0时，交流LED的无光输出，因而只要改变电流为0阶段的时间长短，即调节电流的占空比，即可调节整个周期内LED的光输出量，从而调节LED的亮度。在整个调节过程中，LED工作时电流幅值保持不变，从而峰值波长基本不发生漂移，LED色温稳定，调光性能好。

上述两种驱动情况，正向电流的宽度和反向电流的宽度可以相等，也可以不相等，但为了保持交流LED的散热均匀性，优选宽度相等情形。

Claims

1.一种可调光的交流LED灯，包括交流LED灯，其特征在于还包括方波电流发生电路，方波电流发生电路与交流LED灯的两输入端连接。

2.根据权利要求1所述的可调光的交流LED灯，其特征在于所述交流LED等效成并联在一起的两串LED，且两串LED的极性相反。

3.根据权利要求1所述的可调光的交流LED灯，其特征在于所述方波电流发生电路包括两个输出电流大小一致、方向相反的直流恒流电路，两个直流恒流电路各自通过一个可控开关与交流LED灯的输入端连接。