CN201964218U - 半导体照明灯 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种灯，尤其涉及一种半导体照明灯。半导体照明灯，包括发光二极管组，发光二极管组与桥式整流器的输出端连接，桥式整流器的一个输入端与交流电源连接，桥式整流器的另一个输入端与交流电源之间串联有负温度系数热敏电阻，负温度系数热敏电阻与桥式整流器之间设有限流电抗器，限流电抗器两端并联有第一放电电阻。本实用新型可以很方便地对每组半导体照明灯的电流进行调整，使其在最佳的状态下工作，达到半导体照明灯节能、长寿命的效果，且成本低，故障少，易于实现。

Description

半导体照明灯
技术领域
本实用新型涉及一种灯，尤其涉及一种半导体照明灯。
背景技术
在现有半导体发光二极管应用中，其代表性的应用为：作为仪器仪表以及各类设备的背光照明、显示屏以及牌匾、舞台灯光装饰、移动照明等。作为真正意义的室内照明和城市照明以及道路照明还不多。
半导体发光二极管——即现在的LED，单个的LED发光功率和驱动电压都很低。在显示屏以及牌匾、舞台灯光装饰、移动照明、室内照明和城市照明以及道路照明中，通常都使用多个LED组合加大发光功率。
由此LED组合需要单独的驱动电源。因而出现了各种不同形式的LED组合的驱动电源。
小型的移动照明——即手电、头灯等可以直接用干电池、蓄电池供电。功率大一些移动照明还不能直接用干电池、蓄电池供电。
LED还有一个特点，其电流对电源电压非常敏感，当电压略有增大，电流就增大很多，但其光输出却增大不多，光的输出量很快的就饱和了。
略高的电压就能引起过大的电流，相当于通过的电流越大，内阻越小。
当电压略高时，电流增大很多。就能极大地降低LED的发光效率和使用寿命，使其使用性能低于萤光灯和气体发光灯
还由于LED的尺寸很小，要求其装配精度极高，容易出现装配误差，引起同一规格的LED需要的电压和电流不同。当在同一条件下工作时，可能出现不同的亮度，特别是不同批次的产品。
现有对大功率LED组合供电的驱动电源有多种形式，都采用变压器或电子设备等方式，把220伏的交变电压、电流变成恒压或恒流作为LED的驱动电源，对于需要精确调整电压或电流的LED组件，其批量生产的恒压或恒流驱动电源，就不适合了。
对固定使用的小型LED组合还使用了“电容降压”、电阻降压等简易方法。
但是，在现有使用电容的技术中，认为该技术是“降压技术”，并认为由于电容反复充电，LED容易损坏。
使用“电容降压”技术是使用原理不当，导致LED灯达不到节能和长寿命的效果。
在小型的七彩灯杯中，就使用了“电容降压”和电阻降压方法。但七彩灯杯只是用于装饰的，只要求装饰效果，或作为辅助照明，对节能和长寿命就没有严格要求。
在小型的七彩灯杯中所用LED的发光直径约1毫米，工作电流以毫安计。
发明内容
为解决上述技术问题本实用新型提供一种半导体照明灯，目的是在室内照明和城市照明以及道路照明上容易使用LED照明，并使半导体照明灯起到节能和延长寿命的作用。
为达到上述目的本实用新型的半导体照明灯，包括发光二极管组，发光二极管组与桥式整流器的输出端连接，桥式整流器的一个输入端与交流电源连接，桥式整流器的另一个输入端与交流电源之间串联有负温度系数热敏电阻，负温度系数热敏电阻与桥式整流器之间设有限流电抗器，限流电抗器两端并联有第一放电电阻。
所述的发光二极管组的两端并联有滤波电容。
所述的滤波电容的两端并联有第二放电电阻。
所述的限流电抗器为电容器电抗器、电感电抗器或电容器和电感线圈的组合。
本实用新型的优点效果：用本实用新型制造的半导体照明灯，工作电压为电源电压，其工作电流是半导体发光器的最佳电流。
当供电线路为电感性负载线路时，用使用电容器限流的半导体照明灯，可使供电线路达到更好的效果。
通常的供电线路，特别是轻载线路，是电感性负载线路,接入电容性负载线路能提高供电线路的功率因素。
当供电线路呈电容性负载线路时，可将电容器换为电感电抗器，可使供电线路达到最佳效果。
由于固定式的电感电抗器的感抗不能随意调整，需要调整时用电容器来对其串联或并联，以增大或减小其电抗，即成为电感感抗和电容容抗组成的电抗器。
电容器的容抗可以直接使用不同容量的电容器来改变，其容抗的调整极为方便。
本实用新型可以很方便地对每组半导体照明灯的电流进行调整，使其在最佳的状态下工作，达到半导体照明灯节能、长寿命的效果，且成本低，故障少，易于实现。
附图说明
图1是本实用新型的电路原理图。
图中：1、发光二极管组；2、桥式整流器；3、第二放电电阻；4、负温度系数热敏电阻；5、限流电抗器；6、第一放电电阻；7、滤波电容。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
如图所示本实用新型半导体照明灯，包括发光二极管组1，发光二极管组1与桥式整流器2的输出端连接，桥式整流器2的一个输入端与交流电源连接，桥式整流器2的另一个输入端与交流电源之间串联有负温度系数热敏电阻4，负温度系数热敏电阻4与桥式整流器2之间设有限流电抗器5，限流电抗器5两端并联有第一放电电阻6，发光二极管组1的两端并联有滤波电容7，滤波电容7的两端并联有第二放电电阻3；限流电抗器5为电容电抗器、电感电抗器或电容器和电感线圈的组合。
下面为对电路原理图的详细说明。
为便于说明和简化公式，下列各式中略去滤波电容和第二放电电阻的影响不计。
当半导体照明灯正常工作时，电路中电流为：
限流电抗器为电容电抗器时
Figure DEST_PATH_IMAGE001
      限流电抗器为电感电抗器时
Figure DEST_PATH_IMAGE002
U为电源电压；
R为电路中发光二极管的内阻、限流电阻和其他元件等的电阻和；
XL为电感器的感抗，XL=2πfL，其中f为电源频率，L为电感；
XC为电容器的容抗，XC=1/2πfC，其中C为电容。
由于半导体照明灯的工作电流较小，且其内阻很小，多个LED串联后的内阻和亦小，所需容抗或感抗较大。
由上式可以得知R阻值即使有较大的变化，电流的变化亦很小，用容抗或感抗对电流的限制可以做到很精确。即使R= XL=XC时，将R短路，电流也只能增大到1.4142倍。
当电感感抗器和电容电抗器串联时，电路中电流为：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
当电感感抗器和电容容抗器并联时，限流电抗器的电抗为
X= XLXC/（XC-XL）
      由上述各式可知，用限流电抗器可以准确地控制电流的大小。
又根据电路的开闭定律
当电感电抗器限流电路通电的瞬间，电路中电流为
I=U（1-e-Rt/L）/R
当电容器限流电路通电的瞬间，电路中电流为
I=Ue-t/RC/R
因此，当R值很小时，电路中电流在接通的瞬间是很大的， LED的损坏就发生在接通时刻。
由于LED不可能串联过多，所以多个LED串联后的内阻和亦小，特别是电流过大时的内阻更小。必须串联适合的限流电阻。
当电路的工作电流很小时，限流电阻可以是普通电阻。
作为真正意义的照明灯，其电流较大，达到安培级的电流，就不可能再用普通电阻限流。必须使用负温度系数热敏电阻，才能减少能耗，达到使用半导体照明的节能和长寿命的效果。
使用负温度系数热敏电阻限流的半导体照明灯不能在断电后立即接通，以免在限流电阻阻值还很小时，接通瞬间产生很大的电流损坏LED。
放电电阻用于关闭电路时对电容放电，用以防止拆卸时可能发生的电击危险。
限流电容在工作时的端电压为
Figure DEST_PATH_IMAGE004
ULCD为多个LED串联后的端电压之和，多个LED串联后的内阻和亦小，ULCD也小，限流电阻的端电压也很小略去不计。因此限流电容在工作时的端电压相当高。
当没有并联放电电阻，再次接通电路时，其端电压将同电源电压迭加，对LED造成冲击。
放电电阻用于关闭电路时对电感器放电，可以减小关闭时的电火花对开关的损害。
放电电阻阻值很大，可达200K或更大，对电路正常工作时的影响极小，能耗也极小。
滤波电容可以使LED工作的更好，也可以不用。

Claims (3)

1.半导体照明灯，包括发光二极管组，其特征在于发光二极管组与桥式整流器的输出端连接，桥式整流器的一个输入端与交流电源连接，桥式整流器的另一个输入端与交流电源之间串联有负温度系数热敏电阻，负温度系数热敏电阻与桥式整流器之间设有限流电抗器，限流电抗器两端并联有第一放电电阻，限流电抗器为电容器电抗器、电感电抗器或电容器和电感线圈的组合。
2.根据权利要求1所述的半导体照明灯，其特征在于所述的发光二极管组的两端并联有滤波电容。
3.根据权利要求2所述的半导体照明灯，其特征在于所述的滤波电容的两端并联有第二放电电阻。
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