CN102149233A - 一种led光源控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种LED光源控制装置，包括整流电路、滤波电路、限流及过流保护电路，整流电路的输入端与市电相连，输出端接有滤波电路，滤波电路的输出端接至LED光源，限流及过流保护电路的输出端连接LED光源；所述市电的火线与零线之间串联具有一级保护的第一压敏电阻和第一电容；在第一电容；两端并联泄放电阻；在市电输入端的火线上串联有防浪涌电感。本发明装置很好的控制了LED光源本身的散热程度，加大了LED光源自身的散热面积，降低了LED自身的工作温度，延长了LED的使用寿命，更高效、节能、安全。
Description
技术领域
本发明涉及一种照明灯的光源控制装置，具体的说是一种LED光源控制装置。
背景技术
LED光源具有高节能、高光效、高亮度以及环保无污染等特性，LED(白光)的能耗仅为白炽灯的1/10，节能灯的1/4，比传统白炽灯节电80％以上，相同功率下亮度是白炽灯的10倍，发光效率高达100lm/w，色温2700K-6400K，显色指数80以上，超长寿命，是传统钨丝灯寿命的50倍以上，使用寿命可达6-10万小时，是最新一代节能环保光源。
目前LED的工作电压都很低，一般在直流2.6V-3.8V之间，电流在20mA左右。将交流市电转换为LED的工作电压的常规方法是，采用变压器降压或开关电源降压后再整流滤波来驱动LED光源，但是该电源在启动点燃LED光源工作中自身也消耗一部分电能，试验证明该损耗率在15-30％。另外受体积和成本及工作效率等因素的限制，最简单实用的方法就是将数十支LED串一起，直接用市电加双重限流及保护电路，再整流滤波来驱动LED，采取电容降压限流办法的驱动电源或多或少都存在工作效率低、性能不稳定，对市电要求高的弊端，并且由于价格昂贵，LED光源的应用、普及、推广举步艰难。
发明内容
针对现有技术中LED光源控制装置存在的工作效率低、性能不稳定等不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种电路清晰、简节、材料成本低廉的LED照明灯控制装置。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
本发明LED光源控制装置包括整流电路、滤波电路、限流及过流保护电路，其中，整流电路的输入端与市电相连，输出端接有滤波电路，滤波电路的输出端接至LED光源，限流及过流保护电路的输出端连接LED光源。
所述市电的火线与零线之间串联具有一级保护的第一压敏电阻和第一电容；在第一电容两端并联泄放电阻；在市电输入端的火线上串联有防浪涌电感；所述滤波电路包括第二电容、第二电感以及第二电阻，其中第二电容连接于整流电路的输出端与地之间，整流电路的输出端通过第二电阻和第二电感接至LED光源；所述滤波电路的输出端与地线之间还并联具有二级保护作用的第二压敏电阻、第五二极管和具有延时缓冲作用的第三电容；
所述限流及过流保护电路为一由第一、二三极管、变压器以及第五电容组成的振荡电路，其中第一三极管的基极连接第二三极管的集电极，第一三极管的发射极连接第二三极管的基极，第一三极管的发射极通过第7电阻接地，第二三极管的发射极接地，第一三极管的集电极分别通过第六二极管和变压器的次级绕组并联于第五电容的两端，该第五电容的两端与LED光源组相连；变压器的初级绕组一端与第一三极管的基极相连，另一端接地。
所述LED光源为多组并联的LED组件，每组LED组件又分成多个串联的LED小组，每个LED小组由多个LED串联组成，每个LED小组并联连接一稳压二极管DW；LED光源安装于宽线路灯板上，LED采用大焊盘灯脚。
本发明具有以下有益效果及优点：
1.本发明装置采用了高效率电源、宽线路灯板、LED采用大焊盘灯脚结构，很好的控制了LED光源本身的散热程度，加大了LED光源自身的散热面积，降低了LED自身的工作温度，延长了LED的使用寿命。
2.本发明装置自身损耗3-5％的电能，恒流电源工作更稳定，工作效率更高，在保证LED光源正常稳定工作的同时，更高效、节能、安全。
3.本发明装置电路清晰、简节、材料成本低廉，有利于推广应用。
附图说明
图1为本发明电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，本发明LED光源控制装置包括整流电路、滤波电路、限流及过流保护电路，其中，整流电路的输入端与市电相连，输出端接有滤波电路，滤波电路的输出端接有多个LED光源组，限流及过流保护电路的输出端与多个LED光源组并连。
所述市电的火线与零线之间串联具有一级保护的第一压敏电阻RS1和第一电容C1，在第一电容C1两端并联泄放电阻R1；在市电输入端的火线上串联有防浪涌电感L1；
所述滤波电路包括第二电容C2、第二电感L2以及第二电阻R2，其中第二电容C2连接于整流电路的输出端与地之间，整流电路的输出端通过第二电阻R2和第二电感L2接至多个并联的LED光源组；
所述滤波电路的输出端与地线之间还并联具有二级保护作用的第二压敏电阻RS2、第五二极管D5和具有延时缓冲作用的第三电容C3。
所述限流及过流保护电路为一由第一、二三极管Q1、Q2、第七～十电阻R7～R10第五、六电容C5、C6变压器TF1以及第六二极管D6组成的振荡电路，其中第一三极管Q1的基极连接第二三极管Q2的集电极，同时通过第8电阻R8和第四电容C4接地；第一三极管Q1的发射极通过第十电阻R10连接第二三极管Q2的基极，同时中第一三极管Q1的发射极通过第七电阻R7接地，第一三极管Q1的集电极分别通过第六电容C6和变压器TF1的次级绕组并联于第五电容C5的两端，并输出至LED光源组；变压器TF1的初级一端接地，另一通过第九电阻R9和第六电容C6与第一三极管Q1的基极相连。
本实施例在本发明装置前端，即市电的输入端利用第一压敏电阻RS1、作为负载的一级保护，在滤波电路中利用第二压敏电阻RS2作为负载的二级保护，因压敏电阻能在电压突变瞬间(如雷电、大用电设备起动等)有效地将突变电流泄放，从而保护负载，压敏电阻的响应时间一般在毫秒级，能将输入电源中瞬间的脉冲高压电压对地泄放掉，从而保护LED不被瞬间高压击穿。
第一电容C1的作用为降压和限流，电容的特性是通交流、隔直流，当电容连接于交流电路中时，其容抗计算公式为：
XC＝1/2πfC
式中XC表示电容的容抗，f表示输入交流电源的频率C表示降压电容的容量。
流过电容降压电路的电流计算公式为：
I＝U/XC
式中I表示流过电容的电流，U表示电源电压XC表示电容的容抗。
在220V、50Hz的交流电路中，当负载电压远远小于220V时，电流与电容的关系式为：
I＝69C其中电容的单位为uF，电流的单位为mA。
泄放电阻R1的作用为：当正弦波在最大峰值时刻被切断时，第一电容C1上的残存电荷无法释放，会长久存在，在维修时如果人体接触到第一电容C1的金属部分，有强烈的触电可能，而泄放电阻R1的存在，能将残存的电荷泄放掉，从而保证人机安全。泄放电阻R1的阻值与电容的大小有关，一般电容的容量越大，残存的电荷就越多，泄放电阻C1的阻值就要选小些。
整流电路采用第一～4二极管D1-D4构成的整流桥，其作用是将交流电整流为脉动直流电压。
第二电感L2、第二电容C2以及第二电阻R2构成的滤波电路滤除高频干扰，第三电容C3的作用是将整流后的脉动直流电压滤波成平稳直流电压。由于第一电容C1不能提供大的电流，第三电容C3的充电时间长，所以第三电容C3上的电压不会突变，这样起到保护负载的作用与软起动作用。第五二极管D5与第二压敏电阻RS2构成压敏保护电路。
本实施例中，LED光源为多组并联的LED组件，每组LED组件又分成多个串联的LED小组，每个LED小组由多个LED串联组成。每个LED小组并联连接一稳压二极管DW，可保证LED光源的正常工作。当LED组件里有一个LED小组出现故障、坏损时，其它LED小组还能继续正常工作。
LED是一种固态的半导体器件，LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，整个晶片被环氧树脂封装起来。实际半导体晶片由三部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子，中间通常是1至5个周期的量子阱。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子和空穴就会被推向量子阱，在量子阱内电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量。
本发明装置在LED光源应用中是一个极其重要的关键部份，它的主要作用是驱动LED光源。本发明根据LED在工作过程中会放出大量的热量，使管芯结温迅速上升，LED功率越高，发热效应越大，LED芯片温度的升高将导致发光器件性能的变化与电光转换效率衰减，严重时甚至失效，实验测试表明：LED自身温度每上升5摄氏度，光通量下降3％的特性，在其驱动电源电路中充分考虑设计恒压恒流和输入市电电压变化时在电源***中电流的变化，因为如果电源的电压、电流变化会致使LED光源本身热量增加造成LED光源迅速产生光衰。本实施例采用了高效率电源、宽线路灯板，LED采用大焊盘灯脚，很好的控制了LED光源本身的散热工作，加大了LED光源自身的散热面积，降低了LED自身的工作温度，延长了LED的使用寿命。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种LED光源控制装置，其特征在于包括：整流电路、滤波电路、限流及过流保护电路，其中，整流电路的输入端与市电相连，输出端接有滤波电路，滤波电路的输出端接至LED光源，限流及过流保护电路的输出端连接LED光源。
2.按权利要求1所述的LED光源控制装置，其特征在于：所述市电的火线与零线之间串联具有一级保护的第一压敏电阻(RS1)和第一电容(C1)。
3.按权利要求2所述的LED光源控制装置，其特征在于：在第一电容(C1)两端并联泄放电阻(R1)。
4.按权利要求1所述的LED光源控制装置，其特征在于：在市电输入端的火线上串联有防浪涌电感(L1)。
5.按权利要求1所述的LED光源控制装置，其特征在于：所述滤波电路包括第二电容(C2)、第二电感(L2)以及第二电阻(R2)，其中第二电容(C2)连接于整流电路的输出端与地之间，整流电路的输出端通过第二电阻(R2)和第二电感(L2)接至LED光源。
6.按权利要求5所述的LED光源控制装置，其特征在于：所述滤波电路的输出端与地线之间还并联具有二级保护作用的第二压敏电阻(RS2)、第五二极管(D5)和具有延时缓冲作用的第三电容(C3)。
7.按权利要求1所述的LED光源控制装置，其特征在于：所述限流及过流保护电路为一由第一、二三极管(Q1、Q2)、变压器(TF1)以及第五电容(C5)组成的振荡电路，其中第一三极管(Q1)的基极连接第二三极管(Q2)的集电极，第一三极管(Q1)的发射极连接第二三极管(Q2)的基极，第一三极管(Q1)的发射极通过第7电阻(R7)接地，第二三极管(Q2)的发射极接地，第一三极管(Q1)的集电极分别通过第六二极管(D6)和变压器(TF1)的次级绕组并联于第五电容(C5)的两端，该第五电容(C5)的两端与LED光源组相连；变压器(TF1)的初级绕组一端与第一三极管(Q1)的基极相连，另一端接地。
8.按权利要求1所述的LED光源控制装置，其特征在于：所述LED光源为多组并联的LED组件，每组LED组件又分成多个串联的LED小组，每个LED小组由多个LED串联组成，每个LED小组并联连接一稳压二极管DW。
9.按权利要求8所述的LED光源控制装置，其特征在于：LED光源安装于宽线路灯板上，LED采用大焊盘灯脚。
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