CN202613142U

CN202613142U - 一种用来取代mr16卤钨灯的高压mr16led灯

Info

Publication number: CN202613142U
Application number: CN 201220209689
Authority: CN
Inventors: 张高柏; 陈卫平
Original assignee: Shanghai Lead Esco Co Ltd
Current assignee: Shanghai Leadesco Lighting Technology Co., Ltd.
Priority date: 2012-05-10
Filing date: 2012-05-10
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2022-05-10

Abstract

本实用新型公开了一种用来取代MR16卤钨灯的高压MR16 LED灯，包括灯头、交流驱动芯片、LED COB灯板，其中：交流驱动芯片与灯头及LED COB灯板连接，LED COB灯板中的LED发光二极管由交流驱动芯片驱动。本实用新型的高压MR16 LED灯，采用由交流驱动芯片驱动的LED COB灯板，其结构紧凑，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，而且可以用可控硅调光器调光，能满足世界各国对LED灯安全性的要求，是一种适于集中大面积使用的、可以取代MR16卤钨灯的高压MR16 LED灯。

Description

一种用来取代MR16卤钨灯的高压MR16LED灯

技术领域

本实用新型涉及LED灯领域，具体地，涉及一种用来取代MR16卤钨灯的高压MR16LED灯。

背景技术

MR16卤钨灯（MR16 Halogen Light Bulbs），大都是工作在交流低压（12V/AC）状态，需要一台低压、大电流输出的交流电源变压器，提供给光源并联使用；或者每个光源都需要带一个高频交流的电子变压器，将交流电源变换成高频低压（12V/AC）来使用。

MR16卤钨灯属于白炽灯范畴，光效低、发热量大，是一种高能耗的光源。但是，长期以来由于MR16卤钨灯外形小巧、色温好、使用方便等特点，获得了广泛的应用。

LED灯具有寿命长、光效高、无辐射、低功耗等特点。为了用高效的LED灯取代MR16卤钨灯，目前市场上出现的MR16 LED等，也都是工作在低压状态，即保留使用原先的交流电源变压器或电子变压器。但是这一类低压MR16 LED灯，都有一些共同的缺陷：谐波高、功率因数低、EMC处理成本高（或者根本不处理），而且不能用可控硅调光，不适宜集中大面积使用，因此无法替代现有的MR16卤钨灯，使用范围也受到一定的限制。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种适于集中大面积使用的、用来取代MR16卤钨灯的高压MR16 LED灯。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种用来取代MR16卤钨灯的高压MR16 LED灯，包括灯头、交流驱动芯片、LED COB灯板，其中：交流驱动芯片与灯头及LED COB灯板连接，LED COB灯板中的LED发光二极管由交流驱动芯片驱动。

进一步地，还包括由导热材料制成的灯杯，所述LED COB灯板安装在灯杯上，灯杯安装在灯头上。

进一步地，所述LED COB灯板的前端部还固定有汇聚透镜。

进一步地，所述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。

进一步地，所述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。

进一步地，所述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。

进一步地，所述半导体场效应晶体管MOSFET为V型槽场效应晶体管VMOS。

进一步地，所述电压输入模块为增强型金属-氧化层-半导体场效应晶体管。

进一步地，所述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。

进一步地，所述的EMC电路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、本实用新型采用由交流驱动芯片驱动的LED COB灯板，其结构紧凑，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，而且可以用可控硅调光器调光，能满足世界各国对LED灯安全性的要求，是一种可以取代MR16卤钨灯的高压MR16 LED灯，适于集中大面积使用，可满足大部分市场的需求。

2、LED COB灯板由于外形小，直径仅为30mm，因此整个高压MR16 LED等，直径和长度都与MR16卤钨灯相同，可直接替换。

3、采用由导热材料制成的灯杯，散热效果较好。

4、在LED COB灯板的前端部还固定有汇聚透镜，改变汇聚透镜的光学设计，可设计出不同发散角度出射光线的MR16 LED灯。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1是本实用新型一种用来取代MR16卤钨灯的高压MR16 LED灯的分解结构示意图；

图2是本实用新型一种用来取代MR16卤钨灯的高压MR16 LED灯的电路连接示意图；

图3是本实用新型一种用来取代MR16卤钨灯的高压MR16 LED灯的交流驱动芯片的电路连接示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1所示，本实用新型一种用来取代MR16卤钨灯的高压MR16 LED灯，包括灯头1、交流驱动芯片2、LED COB灯板4，其中：交流驱动芯片2与灯头1及LED COB灯板4连接，LED COB灯板4中的多个LED发光二极管由交流驱动芯片2驱动。

为了提高散热效果，还设置了由导热材料制成的灯杯3（散热器），LED COB灯板4安装在灯杯3上，灯杯3安装在灯头1上。

另外，在LED COB灯板4的前端部还固定有透明的汇聚透镜5，改变汇聚透镜的光学设计，可设计出不同发散角度出射光线的MR16 LED灯。

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 Compatibility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，MOSFETQn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VIN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MOSFET Q1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，Q3－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MR16卤钨灯更具有推广价值。因此，可以非常方便地使用普通的可控硅调光器且被实施。由于散热器较小，本专利可以取代30W以下的MR16卤钨灯。

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。由于在芯片中没有高频振荡源，因此电磁兼容性与电磁干扰的问题将是非常容易处理的。

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

1.一种用来取代MR16卤钨灯的高压MR16 LED灯，其特征在于，包括灯头、交流驱动芯片、LED COB灯板，其中：交流驱动芯片与灯头及LEDCOB灯板连接，LED COB灯板中的LED发光二极管由交流驱动芯片驱动。

2.根据权利要求1所述的用来取代MR16卤钨灯的高压MR16 LED灯，其特征在于，还包括由导热材料制成的灯杯，所述LED COB灯板安装在灯杯上，灯杯安装在灯头上。

3.根据权利要求1所述的用来取代MR16卤钨灯的高压MR16 LED灯，其特征在于，所述LED COB灯板的前端部还固定有汇聚透镜。

4.根据权利要求1所述的用来取代MR16卤钨灯的高压MR16 LED灯，其特征在于，所述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所述的用来取代MR16卤钨灯的高压MR16 LED灯，其特征在于，所述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4所述的用来取代MR16卤钨灯的高压MR16 LED灯，其特征在于，所述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所述的用来取代MR16卤钨灯的高压MR16 LED灯，其特征在于，所述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所述的用来取代MR16卤钨灯的高压MR16 LED灯，其特征在于，所述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中任一项所述的用来取代MR16卤钨灯的高压MR16 LED灯，其特征在于，所述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所述的用来取代MR16卤钨灯的高压MR16 LED灯，其特征在于，所述的EMC电路包括位于干路上的电感L，以及与整流电路并联的电容C。