CN100525562C - Led灯组件电路单元与复合串联型led灯电路 - Google Patents

Led灯组件电路单元与复合串联型led灯电路 Download PDF

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Abstract

一种LED灯组件电路单元和一种复合串联型LED灯电路，涉及LED节能照明技术领域。LED灯组件电路单元的基本特征是：一只LED或至少二只LED串联形成LED支路；一只稳压二极管或至少二只稳压二极管串联形成稳压支路；上述LED支路与稳压支路并联。复合串联型LED灯电路的基本特征是：至少二个上述相同或不同的LED灯组件电路单元串联。该LED灯电路以LED组件电路单元的形式将LED灯电路化整为零，并巧妙地将稳压保护电路设置在每一个LED组件电路单元之中，以解决目前LED照明电路可靠性差、不易检修、再生利用率低、更换不便、结构复杂、成本高、使用寿命短等技术问题和串联LED负载在LED照明电路中应用的技术难题。

Description

LED灯组件电路单元与复合串联型LED灯电路
技术领域
本发明涉及一种简单实用的节能照明新技术，尤指采用新一代照明光源——LED半导体光源的LED灯电路新技术。
背景技术
近年来，在照明领域提出了“绿色照明”的新概念，意指大力发展和推广高效、节能、环保、健康的照明器具，淘汰和替换传统的低效照明光源，节约照明用电。目前，在用电照明技术领域，从以白炽灯为代表的热辐射光源，到以荧光灯为代表的气体放电光源，到以LED半导体为代表的固态发光光源，LED半导体光源以其体积小、重量轻、能耗低、机械强度大、安全可靠、寿命长、应用灵活、便于管理控制等诸多优点，一直成为广大工程技术人员和商家的关注焦点，在电话、手机、汽车、交通指示、显示屏和城市景观照明等用电设备和场所，LED已经大放光彩，在公共照明、家庭照明、工业照明领域，LED也已崭露头角。
目前，LED在家庭和公共照明方面的应用还没有得到普及，也没有形成相关的技术标准和行业标准，其原因除了LED本身工艺和性能不够成熟以外，另一个重要原因是由于LED照明电路存在结构复杂、可靠性差、成本高以及检修难度大、再生利用率低、使用寿命短等不足。因此，不断改进LED制造工艺，提高LED的发光效率和使用寿命以及极力开发用电效率高、结构简单、稳定性好、可靠性高、成本低廉、使用维修方便以及再生利用率高、寿命长的新型LED照明电路，是当今推广使用LED“绿色照明”的当务之急。
由于单只LED的工作电压低，亮度小，一台LED灯一般都需要多只LED才能达到所需要的亮度，而且LED灯电路必须要有驱动电路。目前，LED照明电路主要是采用开关稳压电源驱动电路连接多个LED串联支路的并联LED负载方式，即将几个LED串联形成LED串联支路，再将多个LED串联支路并联后与开关稳压电源驱动电路连接。上述LED照明电路存在电路结构复杂、电流大、耗散功率大、可靠性低、不易检修以及再生利用率低、成本高等缺点，不利于普及推广，目前一般只在装饰、广告、应急照明等场所使用。
串联LED负载对于LED驱动电路来说，具有变压倍率小，输出电流小，耗散功率低、稳压效果好等优点，一直是LED应用开发的首选电路结构，但现有的串联LED负载电路都是采用单一的LED串联方式，只要串联支路中一只LED开路，整个LED串联支路就不能工作，或只要串联支路中一只或多只LED短路，就会使其余的LED压降增高而相继损坏，一旦电路发生故障，非专业人员难以检修，只能整体更换。因此，这类采用单一的串联LED负载的LED照明电路，同样存在经济实用性差、可靠性低、电路寿命短、不易检修等缺点，不利于普及应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种可靠性好、容易检修、再生利用率高、更换方便的LED照明灯电路。
本发明的另一个目的是提供一种使用结构简单、成本低廉的驱动电路仍能达到较好的稳定性和可靠性的LED照明灯电路。
本发明提供的技术方案是：
一种LED灯组件电路单元：一只LED或至少二只LED串联形成LED支路；一只稳压二极管或至少二只稳压二极管串联形成稳压支路；上述LED支路与稳压支路并联。
更好的方案是：前述的LED灯组件电路单元中所述的LED支路与一只保险丝或一只保险电阻或一只电阻串联。
更好的方案是：前述的LED灯组件电路单元中所述的LED支路与一只电容或一只压敏电阻并联。或者，前述的LED灯组件电路单元中所述的LED支路与一只电容和一只压敏电阻并联。
上述方案中，根据LED的数量和额定电压，将上述LED灯组件电路单元配以合适的电路板和外壳安装，可以做成不同额定功率的标准LED灯部件，如灯芯、灯杯、灯泡、灯链、灯珠、灯环等，这些部件以易于拆卸更换的结构安装在灯座中。
上述LED灯组件电路单元的技术方案的有益效果在于：一方面每个LED灯组件电路单元具有内部稳压保护电路，LED的工作可靠性大大提高，另一方面可以使普通用户在LED灯电路故障时，可以象更换普通灯泡一样更换LED灯组件电路单元，而不必更换整灯，以方便维护检修，降低故障损失，有益于LED灯的标准化生产和普及应用。
下面提供一种复合串联型LED灯电路技术方案是：
一种复合串联型LED灯电路，由至少二个前述的相同LED灯组件电路单元串联组成。
另一种方案是：一种复合串联型LED灯电路，由至少二个前述的不同LED灯组件电路单元串联组成。
更好的方案是：一种复合串联型LED灯电路，由前述两种复合串联型LED灯电路分别与一只电阻串联组成。
以下以图3为例来说明上述复合串联型LED灯电路的工作原理：
在正常工作时，由于LED灯组件电路单元的稳压二极管VS处于临界不导通状态，复合串联型LED灯电路等效于全部LED串联，以单支路小电流工作；如果某一个LED灯组件电路单元中的一只或多只LED开路，将导致该组LED灯组件电路单元两端的电压升高，使其稳压二极管VS导通工作，并维持其两端的工作压降基本不变，继续为其它LED灯组件电路单元提供正常工作电流；如果某一个LED灯组件电路单元中的一只或多只LED短路，将导致其并联两端的电压降低，其稳压二极管VS将无电流流过，该LED灯组件电路单元两端降低的电压部分将分散到其它LED灯组件电路单元上，导致其它LED灯组件电路单元的稳压二极管VS导通工作，这样，该组件电路因其稳压二极管VS不工作，流过其保险丝FU的电流比流过其它LED灯组件电路单元中保险丝FU的电流大，当LED短路趋于严重时，该组件电路中的保险丝FU将率先保护断开，整个电路回到上述LED开路故障的工作状态，以维持其余LED灯组件电路单元继续正常工作。
此外，复合串联型LED灯电路的全部LED以单支路小电流工作，且其电路中每个LED灯组件电路单元都具有稳压保护电路，只要驱动电路能够提供一个合适的电压范围就能维持LED稳定工作，因此，复合串联型LED灯电路可以应用于结构简单、成本低廉的驱动电路。
上述复合串联型LED灯电路的技术方案的有益效果在于：
首先，复合串联型LED灯电路是一种由LED灯组件电路单元串联组成的复合串联LED负载，这种复合串联LED负载使LED灯的维护检修既简单又方便，特别是在LED灯的部分LED故障时，仍能继续维持其余LED照常工作，使用户可以直观的检修故障部位，并可以继续使用照明而不必急于检修，有益于方便用户使用、检修和减少故障损失以及延长了LED灯使用寿命。
其次，复合串联型LED灯电路创意的将稳压保护电路有机的融入串联LED负载电路的每一个组件电路单元，一方面可以有效地加强对LED的保护，提高LED的稳定性和可靠性，另一方面可以使LED灯对驱动电路的稳压性能要求不高，甚至不需要专门的稳压电路，使LED灯驱动电路可以极为简单，有益于降低LED灯的成本。
附图说明
图1为本发明所述的LED灯组件电路单元的优选电路图方案。
图2为本发明所述的LED灯组件电路单元的一个优选实施例电路图。
图3为本发明所述的复合串联型LED灯电路的优选电路图方案。
图4为应用本发明所述的复合串联型LED灯电路组成LED照明电路的一个优选实施例电路图。
具体实施方式
图2为本发明所述的LED灯组件电路单元的一个优选实施例电路图。
在图2中，每只LED的额定压降为3伏，额定电流为20mA，额定功率为0.06W，8只LED的额定功率为0.48W，取额定功率的65％，得出该组件电路单元的额定功率约为0.3W；稳压二极管的稳压值选在20-24V之间，功率选1W；保险丝的电流值选50mA。
图4为应用本发明所述的复合串联型LED灯电路组成LED照明电路的一个优选实施例电路图。
在图4中，本发明所述的复合串联型LED灯电路与电容串联变压型驱动电路A连接组成串联LED照明电路，在该LED串联照明电路中，由电容C2、电阻R2、整流二极管VD1-4和电容C1组成电容串联变压型驱动电路A，其中，电容C2和电阻R2并联组成变压电路，整流二极管VD1-4和电容C1组成桥式整流器和滤波电路。该驱动电路十分简单，没有稳压电路，其输出电压随负载电流变化而变化。但由于本发明所述的复合串联型LED灯电路本身具有分组多级稳压保护电路，而且整个LED灯电路以单支路小电流工作，没有别的支路影响，这些特点巧妙的弥补了电容串联变压型驱动电路A的上述缺点。图中带*号的元件参数根据串联LED灯组件电路单元的数量和额定功率而定。

Claims (4)

1、一种LED灯组件电路单元，其特征在于，一只LED或至少两只LED串联形成LED支路；一只稳压二极管或至少两只稳压二极管串联形成稳压支路；上述LED支路与稳压支路并联；上述LED灯组件电路单元与一只压敏电阻并联或者与一只电容和一只压敏电阻并联；所述LED支路与一只保险丝或一只保险电阻串联。
2、一种复合串联型LED灯电路，其特征在于，至少二个如权利要求1所述的相同LED灯组件电路单元串联。
3、一种复合串联型LED灯电路，其特征在于，至少二个如权利要求1所述的不同LED灯组件电路单元串联。
4、根据权利要求2或3所述的复合串联型LED灯电路，其特征在于，该电路与一只电阻串联。
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