CN202118622U - 一种用来取代紧凑式荧光灯的led灯 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是有关于一种用来取代紧凑式荧光灯的LED灯，主要包括PCB板以及安装于同一PCB板上的交流驱动芯片和多个LED发光二极管，其中，LED发光二极管均与交流驱动芯片电连接。本实用新型涉及一种用来取代紧凑式荧光灯的LED灯，整体使用寿命更长，且适于集中大面积使用，从而克服了现有的LED灯的不足。
Description
技术领域
本实用新型涉及照明领域领域的一种LED灯，特别是涉及一种用来取代紧凑式荧光灯的LED灯。
背景技术
当今LED灯已经被广泛地应用于各个领域，具有寿命长、光效高、无辐射、低功耗等特点。但是一般的LED灯管(灯泡)由于驱动电路的中多使用无源器件，特别是必须使用高温环境中寿命较短的电解电容(寿命只有数千小时)，以至驱动电路的寿命大大低于LED的使用寿命，从而限制了LED照明设备的整体寿命。此外，小功率的LED灯管(灯泡)，功率因数低、谐波高，不适宜集中大面积使用，因此无法替代现有的紧凑式荧光灯，使用范围也受到一定的限制。
由此可见，上述现有的LED灯在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种整体使用寿命更长，且适于集中大面积使用的新型结构的用来取代紧凑式荧光灯的LED灯，实属当前本领域的重要改进目标之一。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种用来取代紧凑式荧光灯的LED灯，使其整体使用寿命更长，且适于集中大面积使用，从而克服现有的LED灯的不足。
为解决上述技术问题，本实用新型一种用来取代紧凑式荧光灯的LED灯，主要包括PCB板以及安装于同一PCB板上的交流驱动芯片和多个LED发光二极管，其中，LED发光二极管均由交流驱动芯片驱动。
作为本实用新型的一种改进，所述的PCB板固定在灯头组件上，并在PCB板的背面固定有散热器。
所述的PCB板的前面和端部还固定有装饰盖。
所述的交流驱动芯片包括电压输入模块、电压分配模块以及多组缓冲-电压比较模块和半导体场效应晶体管MOSFET，其中：第一个MOSFET的源极与地电位连接，栅极直接连接于本组缓冲-电压比较模块的一个输入端、同时连接于电压输入模块的输出端，漏极作为驱动芯片的输出端连接至LED发光二极管的串联线路上；其它MOSFET的源极通过能够等效为电阻的元件组与地电位连接，栅极连接于本组缓冲-电压比较模块的一个输入端、同时连接于前一组缓冲-电压比较模块的输出端，漏极作为驱动芯片的输出端连接至LED发光二极管的串联线路上；上述缓冲-电压比较模块的另一输入端与电压分配模块连接；电压输入模块的输出端还与LED发光二极管串联线路的起始端连接，并通过电压分配模块连接于地电位。
所述的电压输入模块为半导体场效应晶体管，其栅极与外部电压输入端连接，漏极经能够等效为电阻的元件组连接于地电位，源极即为电压输入模块的输出端。
所述的交流驱动芯片还包括功率因数校正电路，该功率因数校正电路为三极管，其集电极通过一个正向连接的二极管与电压输入模块的栅极连接、并通过电感与外部电压输入端连接，发射极通过反向连接的二极管与地电位连接。
所述的半导体场效应晶体管MOSFET为V型槽场效应晶体管VMOS。
所述的电压输入模块为增强型金属-氧化层-半导体场效应晶体管。
所述的交流驱动芯片还连接有整流电路、EMC电路以及浪涌吸收电路。
所述的EMC电路主要包括位于干路上的电感L，以及与整流电路并联的电容C。
采用这样的设计后，本实用新型至少具有以下优点：
1、驱动电路(包括EMC与浪涌吸收电路)和全部LED发光二极管都安装在一块PCB上，一次贴片完成，大大简化了生产工艺与装配工艺，并提高了产品的可靠性；
2、由于不需要独立驱动器，因此整个LED灯管，外形小巧，直径和长度都与15W节能灯相仿，在横插的筒灯中可直接替换。
附图说明
上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
图1是本实用新型一种用来取代紧凑式荧光灯的LED灯的分解结构示意图。
图2是本实用新型一种用来取代紧凑式荧光灯的LED灯的电路连接示意图。
图3是本实用新型一种用来取代紧凑式荧光灯的LED灯的交流驱动芯片的电路连接示意图。
具体实施方式
请参阅图1所示，本实用新型用来取代紧凑式荧光灯的LED灯，主要包括PCB板1，以及安装于同一PCB板1上的交流驱动芯片2，和多个LED发光二极管3，此外，PCB板1可固定在灯头组件4上，并在PCB板1的背面固定有散热器5，在PCB板1的前面和端部固定装饰盖6。
请配合参阅图2所示，LED发光二极管均由交流驱动芯片驱动，交流驱动芯片还连接有整流电路、EMC(Electro Magnetic Compat ibility，电磁兼容性)电路以及浪涌吸收电路等。其中，EMC电路主要包括位于干路上的电感L，以及与整流电路并联的电容C。
请配合参阅图3所示，本实用新型所使用的交流驱动芯片主要包括电压输入模块、电压分配模块以及多组缓冲-电压比较模块21和半导体场效应晶体管MOSFET Q1-Qn。
其中，半导体场效应晶体管MOSFET Q1-Qn可采用V型槽场效应晶体管VMOS。MOSFET Q1的源极与地电位相连，栅极直接连接于第一组缓冲-电压比较模块的一个输入端、同时连接于电压输入模块的输出端，第一组缓冲-电压比较模块的另一个输入端分别连接至串联电阻R1和R2之间的连接点处，第一组缓冲-电压比较模块输出端与MOSFET Q2的栅极相连，MOSFET Q1的漏极作为驱动装置的输出端连接至外部LED发光二极管的串联线路上。
MOSFET Qn(n＞1)的源极通过电阻或能够等效为电阻的元件组与地电位相连，栅极连接于第n组缓冲-电压比较模块的一个输入端、同时连接于前一组缓冲-电压比较模块的输出端，第n组缓冲-电压比较模块的另一个输入端连接至串联电阻R2n-1和R2n之间的连接点处，MOSFET Qn的漏极作为驱动装置的输出端连接至外部LED发光二极管的串联线路上。
电压分配模块即由上述R1和R2，R2n-1和R2n组成的n条支路并联组成。
电压输入模块可采用增强型金属-氧化层-半导体场效应晶体管MOSFETQ0，其输出端与LED发光二极管的串联线路的起始端连接，并通过电压分配模块连接于地电位。
此外，交流驱动芯片还包括功率因数校正电路，该功率因数校正电路为三极管Qi，其集电极通过一个正向连接的二极管D1与电压输入模块Q0的栅极连接、并通过电感L与外部电压输入端VIN连接，发射极通过反向连接的二极管D2与地电位连接。
电压输入模块Q0的栅极与外部电压输入端VIN连接，Q0的漏极经一电阻Rx连接于地电位，Q0的源极即为电压输入模块的输出端、经电压分配模块连接于地电位。图中驱动的LED组件为6个LED灯段，每段LED由两个LED灯组成，其中每个LED灯均由6个LED发光二极管串联而成，每个LED的压降为3V，因此每个LED灯段全亮时两端电压为3×12＝36V。
当线路电压从VIN端输入时，与VI N端口相连的Q0的栅极电压处于高电位，Q0开始导通，Q0的源极之输出电压即VDD随之上升；则晶体管MOSFETQ1的栅极电压上升，Q1就开始导通，LED1、LED2开始点亮发光；同时第一组缓冲-电压比较模块的输入端1A为高电位；若电压输入端VIN的电压较低，第一组缓冲-电压比较模块的输入端1B为低电位，第一组缓冲-电压比较模块输出低电位，Q2的栅极处于地电位，Q2处于截止状态。以此类推，Q 3-Q6也处于截止状态。
随着VIN端输入电压增加，Q1开始进入饱和状态且电阻R1分担的电压增加，1B端点电压逐渐升高达到施密特触发器的正向阈值电压，施密特触发器被触发，第二组缓冲-电压比较模块输出高电位，此时Q2导通，当输入电压超过36V时LED3、LED4开始点亮发光。此时预先设定的R3和R4的电阻值的比值，仍可使端点2B处的第二组电压低于缓冲-电压比较模块内的施密特触发器的正向阈值电压，Q3-Q6仍处于截止状态。
随着VIN端输入电压的继续增加，Q2开始进入饱和状态且电阻R3分担的电压增加至第二组缓冲-电压比较模块内施密特触发器的正向阈值电压，施密特触发器被触发，Q3导通，当输入电压超过72V时LED5、LED6开始点亮发光，Q4-Q6截止。
以此类推，随着输入电压逐渐升高，当输入电压值超过180V时，Q6导通，LED11和LED12点亮；当输入电压值超过216V时，此时Q6进入饱和状态，整个LED照明装置达到最亮。
由以上的驱动方式可知，本实用新型所采用的交流驱动芯片，只要改变线路电压就能实现调光，在大面积使用时，本实用新型比现有的节能灯更具有推广价值。因此，可以非常方便地使用普通的可控硅调光器且被实施。例中共驱动72粒LED发光二极管，以每粒晶粒0.065W计算，0.065×72＝4.68W，可以组成最常用的家用照明灯具。如果需要组成不同功率的照明灯具，只需要改变RX，很容易就能组成1W-7W不同种类的LED灯具。
其中电感L的工作原理为：LED半导体发光器件本身是一种二极管，点亮LED可以是直流，也可以是单向脉动直流。当外部电源为交流电时，在注意避免交流电反向电压将发光器件击穿损坏的前提下，也可以使用交流电。使用全波整流桥产生的100Hz脉动直流点亮LED，利用“脉动”这个特性，在输入回路中，串入一个电感L。利用电流流过电感的滞后特性，很方便地将功率因素提高到0.95以上。由于在芯片中没有振荡源，因此电磁兼容性与电磁干扰的问题将是非常容易处理的。
本实用新型用来取代紧凑式荧光灯的LED灯，其LED发光二极管与驱动电路组装在一块PCB板上，贴片时一次完成，结构紧凑，组装方便，不但具有高功率因素、低谐波、长寿命、低成本、高可靠、良好的电磁兼容性(EMC)等特点，而且能满足世界各国对LED灯安全性的要求，是一种可以取代节能灯(CFL)的LED灯管。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种用来取代紧凑式荧光灯的LED灯，其特征在于主要包括PCB板以及安装于同一PCB板上的交流驱动芯片和多个LED发光二极管，其中，LED发光二极管均由交流驱动芯片驱动。
2.根据权利要求1所述的一种用来取代紧凑式荧光灯的LED灯，其特征在于所述的PCB板固定在灯头组件上，并在PCB板的背面固定有散热器。
3.根据权利要求1所述的一种用来取代紧凑式荧光灯的LED灯，其特征在于所述的PCB板的前面和端部还固定有装饰盖。
4.根据权利要求1所述的一种用来取代紧凑式荧光灯的LED灯，其特征在于所述的交流驱动芯片包括电压输入模块、电压分配模块以及多组缓冲-电压比较模块和半导体场效应晶体管MOSFET，其中：
第一个MOSFET的源极与地电位连接，栅极直接连接于本组缓冲-电压比较模块的一个输入端、同时连接于电压输入模块的输出端，漏极作为驱动芯片的输出端连接至LED发光二极管的串联线路上；
其它MOSFET的源极通过能够等效为电阻的元件组与地电位连接，栅极连接于本组缓冲-电压比较模块的一个输入端、同时连接于前一组缓冲-电压比较模块的输出端，漏极作为驱动芯片的输出端连接至LED发光二极管的串联线路上；
上述缓冲-电压比较模块的另一输入端与电压分配模块连接；
电压输入模块的输出端还与LED发光二极管串联线路的起始端连接，并通过电压分配模块连接于地电位。
5.根据权利要求4所述的一种用来取代紧凑式荧光灯的LED灯，其特征在于所述的电压输入模块为半导体场效应晶体管，其栅极与外部电压输入端连接，漏极经能够等效为电阻的元件组连接于地电位，源极即为电压输入模块的输出端。
6.根据权利要求5所述的一种用来取代紧凑式荧光灯的LED灯，其特征在于所述的交流驱动芯片还包括功率因数校正电路，该功率因数校正电路为三极管，其集电极通过一个正向连接的二极管与电压输入模块的栅极连接、并通过电感与外部电压输入端连接，发射极通过反向连接的二极管与地电位连接。
7.根据权利要求4所述的一种用来取代紧凑式荧光灯的LED灯，其特征在于所述的半导体场效应晶体管MOSFET为V型槽场效应晶体管VMOS。
8.根据权利要求4所述的一种用来取代紧凑式荧光灯的LED灯，其特征在于所述的电压输入模块为增强型金属-氧化层-半导体场效应晶体管。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的一种用来取代紧凑式荧光灯的LED灯，其特征在于所述的交流驱动芯片还连接有整流电路、EMC电路以及浪涌吸收电路。
10.根据权利要求9所述的一种用来取代紧凑式荧光灯的LED灯，其特征在于所述的EMC电路主要包括位于干路上的电感L，以及与整流电路并联的电容C。
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| CN102207255A (zh) * | 2011-06-21 | 2011-10-05 | 陈卫平 | 一种用来取代紧凑式荧光灯的led灯 |
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