Led工作模式控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種耐壓高、發(fā)光效率高的LED工作模式控制裝置。由用于整流交流電源的整流電路、LED模塊組、連接于整流電路和所述的LED模塊組之間的、用來限制和穩(wěn)定電路中LED的工作電流的LED限流裝置以及連接于整流電路和LED模塊之間，用來判斷整流電路輸出端正極與門限電路單獨(dú)控制的LED模塊輸出端之間的電壓，并控制LED模塊中的LED的點(diǎn)亮和熄滅的門限電路4個(gè)部分構(gòu)成；本發(fā)明具有耐壓高、高效率、長壽命等諸多優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】LED工作模式控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種LED工作模式控制裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]LED光源作為綠色、節(jié)能、省電、長壽命的第四代照明燈具而異軍突起、廣受關(guān)注、如火如荼地迅速發(fā)展。目前的LED光源是低電壓(VF = 2 — 3.6V)、大電流(IF =200 - 1500mA)工作的半導(dǎo)體器件，必須提供合適的直流流才能正常發(fā)光。直流(DC)驅(qū)動(dòng)LED光源發(fā)光的技術(shù)已經(jīng)越來越成熟，由于我們?nèi)粘Ｕ彰魇褂玫碾娫词歉邏航涣?AC100?220V)，所以必須使用降壓的技術(shù)來獲得較低的電壓，常用的是變壓器或開關(guān)電源降壓，然后將交流(AC)變換成直流(DC)，再變換成直流恒流源，才能促使LED光源發(fā)光。因此直流驅(qū)動(dòng)LED光源的系統(tǒng)應(yīng)用方案必然是:變壓器+整流(或開關(guān)電源)+恒流源(圖1)。
[0003]LED燈具里必然要有一定的空間來安置這個(gè)模塊，但是對(duì)于E27標(biāo)準(zhǔn)螺口的燈具來說空間十分有限，很難安置。無論是經(jīng)由變壓器+整流或是開關(guān)電源降壓，系統(tǒng)都會(huì)有一定量的損耗，DC LED在交流、直流之間轉(zhuǎn)換時(shí)約15%?30%的電力被損耗，系統(tǒng)效率很難做到90%以上。
[0004]參考AC LED光源的工作原理，將一堆LED微小晶粒采用交錯(cuò)的矩陣式排列工藝均分為五串，AC LED晶粒串組成類似一個(gè)整流橋，整流橋的兩端分別聯(lián)接交流源，另兩端聯(lián)接一串LED晶粒，交流的正半周沿藍(lán)色通路流動(dòng)，3串LED晶粒發(fā)光，負(fù)半周沿綠色通路流動(dòng)，又有3串LED晶粒發(fā)光，四個(gè)橋臂上的LED晶粒輪番發(fā)光，相對(duì)橋臂上的LED晶粒同時(shí)發(fā)光，中間一串LED晶粒因共用而一直在發(fā)光。
[0005]在60Hz的交流中會(huì)以每秒60次的頻率輪替點(diǎn)亮。整流橋取得的直流是脈動(dòng)直流，LED的發(fā)光也是閃動(dòng)的，LED有斷電余輝續(xù)光的特性，余輝可保持幾十微秒，因人眼對(duì)流動(dòng)光點(diǎn)記憶是有惰性的，結(jié)果人眼對(duì)LED光源的發(fā)光+余輝的工作模式解讀是連續(xù)在發(fā)光。LED有一半時(shí)間在工作，有一半時(shí)間在休息，因而發(fā)熱得以減少40%?20%。因此AC LED的使用壽命較DC LED長。但由于個(gè)數(shù)大幅度增加，導(dǎo)致成本上升。
[0006]目前階段的ACLED還有兩個(gè)缺點(diǎn)，其一是接近一半的LED只在交流電的半個(gè)周期工作，利用率低，發(fā)光效率并沒有DC LED高；由于在每個(gè)半周當(dāng)中還只能在電壓高過一定值時(shí)才開始導(dǎo)通發(fā)光，發(fā)光亮度、功率提升都受到限制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種耐壓高、發(fā)光效率高的LED工作模式控制裝置。
[0008]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:它包括:整流電路:用于整流交流電源的電路；
[0009](2) LED模塊組:由一組或一組以上依次串聯(lián)的LED模塊構(gòu)成，
[0010](3)LED限流裝置:連接于整流電路和所述的LED模塊組之間的、用來限制和穩(wěn)定電路中LED的工作電流的裝置；
[0011]門限電路:連接于整流電路和LED模塊之間，用來判斷整流電路輸出端正極與門限電路單獨(dú)控制的LED模塊輸出端之間的電壓，并控制LED模塊中的LED的點(diǎn)亮和熄滅的電路；
[0012]本發(fā)明的目的實(shí)現(xiàn)了以下優(yōu)點(diǎn):
[0013]1、可實(shí)現(xiàn)耐壓高
[0014]在LED顆數(shù)足夠的情況下，比如150顆串聯(lián)，就可承受450V以上的高壓，確保其使用的安全性。
[0015]AC驅(qū)動(dòng)方式中這是不可思議的。AC驅(qū)動(dòng)方式，如果串聯(lián)顆數(shù)太多，LED的導(dǎo)通時(shí)間將進(jìn)一步減小，而且AC電壓偏低時(shí)就無法工作，徹底熄滅。
[0016]而DC驅(qū)動(dòng)方式在極高壓的情況下，極易導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)開關(guān)電源損壞。
[0017]2、可實(shí)現(xiàn)高效率
[0018]由于該方案的損耗主要在限流電阻上，而限流電阻的壓降始終被控制在LED導(dǎo)通壓降附近，損耗值也就被限定在極低狀態(tài)。
[0019]假定LED壓降為3V，導(dǎo)通電流20mA，那么總的損耗P = 3*0.02 = 0.06w，在310V的脈動(dòng)電壓情況下，可有103顆LED被順序電亮，估算LED發(fā)光功率可達(dá)到Peffect =(310/1.414) *0.024.4W，效率=4.4/(4.4+0.06) = 98.6%
[0020]對(duì)AC驅(qū)動(dòng)而言，一般啟動(dòng)點(diǎn)設(shè)置在150V，由于導(dǎo)通時(shí)間短，電流假定設(shè)為20Ma，總損耗 P = ((310-150)/1.414) *0.02 = 2.26W，有效功率 Pe = 150V*0.02 = 3W，效率=3/(3+2.26) = 57%遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于本案的效率
[0021]對(duì)DC驅(qū)動(dòng)而言，由于高效開關(guān)恒流電源的配合，能做到90%的效率已經(jīng)是奢望了，而且成本也極高，大大限制了產(chǎn)品的推廣。
[0022]3、可輕松實(shí)現(xiàn)高功率
[0023]將上圖中各組的LED采用多組并聯(lián)并提高限流電阻的限制即可輕松提升燈具的功率，對(duì)控制電路無需改變，最多就是限流電阻的功率加大一些或者散熱更好一些。從上述效率計(jì)算可以看出，該方案的效率與工作電流無關(guān)，提升電流、加大整燈功率不會(huì)影響效率。
[0024]對(duì)AC方案而言，在效率不高的情況下如果要加大整燈功率就相當(dāng)困難，發(fā)熱、散熱、可靠性將是極大的挑戰(zhàn)。
[0025]對(duì)DC驅(qū)動(dòng)而言，最大的困難在驅(qū)動(dòng)電源變壓器、電感、電解電容等器件的加大，成本、溫升、可靠性也是極大的挑戰(zhàn)。
[0026]4、長壽命
[0027]由于本案全部實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)部分壽命甚至超過LED本身壽命，所以整燈壽命就是LED的最長壽命
[0028]對(duì)AC驅(qū)動(dòng)，由于驅(qū)動(dòng)部分只是限流電阻，所以起壽命也取決于LED的壽命，但是，由于整燈效率比本案要低很多，所以相同發(fā)光效率的情況下LED的溫度要比本方案高，導(dǎo)致壽命縮短。
[0029]對(duì)DC驅(qū)動(dòng)而言，其壽命基本取決于驅(qū)動(dòng)電源，特別是驅(qū)動(dòng)電源中的電解電容壽命很有限，而且元件點(diǎn)數(shù)的增加導(dǎo)致故障率大幅上升，所以目前DC LED燈具的市場反饋基本是感覺不到長壽命，甚至比成熟的普通燈具還要短命很多就是這個(gè)原因。
[0030]5、可實(shí)現(xiàn)超低成本
[0031]由于驅(qū)動(dòng)部分實(shí)現(xiàn)完全的半導(dǎo)體化，采用目前的IC集成技術(shù)，上量后成本有望控制在I元以內(nèi)，可與LED實(shí)現(xiàn)2次集成，即將驅(qū)動(dòng)IC及LED芯片邦定在同一陶瓷基板上，不占用燈具空間，與LED同步散熱，整燈成本得以大幅度下降，大大提高產(chǎn)品的競爭力。
[0032]對(duì)AC驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)成本為大功率限流電阻和熱敏電阻構(gòu)成，成本也極低。
[0033]對(duì)DC驅(qū)動(dòng)，由于高性能開關(guān)驅(qū)動(dòng)電源的高成本，極大地影響整燈的性價(jià)比。高效率的驅(qū)動(dòng)甚至占去整燈成本的15-20%
[0034]6、輕松滿足EMC
[0035]由于沒有高頻開關(guān)電路、沒有電感器件，電路完全工作在類電阻狀態(tài)，不會(huì)對(duì)電網(wǎng)和周圍空間廣生任何聞?lì)l干擾。
[0036]對(duì)AC驅(qū)動(dòng)，情況類似，也無需EMC對(duì)策
[0037]對(duì)DC驅(qū)動(dòng)而言，解決EMC問題一直是一個(gè)艱巨的工作，稍微一點(diǎn)變更，就需要重新對(duì)策、開發(fā)新部品，極大地影響產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)度和成本控制。
[0038]7、驅(qū)動(dòng)體積無形化，不影響整燈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
[0039]由于IC技術(shù)的采用，整個(gè)驅(qū)動(dòng)不足一顆一角錢的硬幣，并且可以和LED 二次集成化，其所占用空間可以忽略。
[0040]對(duì)AC驅(qū)動(dòng)而言，由于限流電阻功率大以及熱敏電阻無法集成，還是需要考慮他們的安裝空間。
[0041]對(duì)DC而言，開關(guān)驅(qū)動(dòng)電源的安裝始終是一個(gè)大問題，要考慮外形尺寸、三熱、安全、EMC等等因素，既影響燈具外觀設(shè)計(jì)又影響成本，始終是勞心費(fèi)神的事情
[0042]8、使用靈活性極強(qiáng)，便于推廣
[0043]通過簡單設(shè)置即可適應(yīng)不同特性的LED，LED廠家和燈具廠家不需要對(duì)LED的導(dǎo)通電壓進(jìn)行挑選，這也可大大降低LED的成本。
[0044]對(duì)AC驅(qū)動(dòng)，根據(jù)不同的LED導(dǎo)通壓降要匹配不同的限流電阻和熱敏電阻，使用不方便、成本上升。
[0045]對(duì)DC驅(qū)動(dòng)，導(dǎo)通電壓差異回導(dǎo)致各組之間電流平衡，并為此增加平衡電阻，增加損耗。
[0046]9、輕松實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)
[0047]由于不斷跟蹤輸入電壓并始終保持穩(wěn)定的電流，隨著輸入電壓的升高提高功率、隨著電壓的下降降低功率，幾乎呈現(xiàn)電阻的特性，完全沒有功率因數(shù)的問題并且接近1，對(duì)電網(wǎng)不產(chǎn)生任何不良影響。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0048]圖1本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049]圖2本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；

【具體實(shí)施方式】
[0050]本發(fā)明主要包括:
[0051]1、一種LED工作模式控制裝置，其特征在于:它包括:
[0052](I)整流電路:用于整流交流電源的電路；
[0053]⑵LED模塊組:由一組或一組以上依次串聯(lián)的LED模塊構(gòu)成，
[0054](3)LED限流裝置:連接于整流電路和所述的LED模塊組之間的、用來限制和穩(wěn)定電路中LED的工作電流的裝置；
[0055](4)門限電路:連接于整流電路和LED模塊之間，用來判斷整流電路輸出端正極與門限電路單獨(dú)控制的LED模塊輸出端之間的電壓，并控制LED模塊中的LED的點(diǎn)亮和熄滅的電路；
[0056]其中所述的LED模塊包含控制LED點(diǎn)亮和熄滅的第一開關(guān)、能夠限制第一開關(guān)驅(qū)動(dòng)電流和電壓大小的第一電阻以及若干個(gè)串聯(lián)或并聯(lián)的LED ;所述的第一開關(guān)的開與關(guān)由門限電路控制。
[0057]每一個(gè)LED模塊由單獨(dú)一個(gè)門限電路進(jìn)行控制，即門限電路和LED模塊一一對(duì)應(yīng)，所述的門限電路能夠判斷整流電路輸出電壓減去已發(fā)光LED模塊的累加正向壓降后的電壓是否大于該門限電路對(duì)應(yīng)控制的LED模塊中未點(diǎn)亮的LED的正向電壓累加值，只有大于時(shí)才斷開與該LED模塊中的LED并聯(lián)的第一開關(guān)，該LED模塊的LED才被點(diǎn)亮。
[0058]LED的允許最大個(gè)數(shù)由第一開關(guān)的耐壓值決定，具體關(guān)系為第一開關(guān)的耐壓值除以單個(gè)LED的正向壓降取整數(shù)即是該LED模塊中LED的允許最大個(gè)數(shù)。由于LED的個(gè)數(shù)限定了第一開關(guān)兩端的最高電壓，在LED個(gè)數(shù)較少的情況下，第一開關(guān)的耐壓要求就很低，這大大降低了對(duì)半導(dǎo)體器件的要求，成本得到下降的同時(shí)可靠性也大大提高。
[0059]所述的門限電路為包含有第二開關(guān)和電壓比較器的電路，所述的第二開關(guān)在門限電路中的電壓比較器導(dǎo)通時(shí)，第二開關(guān)從斷開變?yōu)槎搪?，并以第二開關(guān)的短路去驅(qū)動(dòng)LED模塊中的第一開關(guān)從短路變?yōu)閿嚅_，此時(shí)，該LED模塊的LED才被點(diǎn)亮；上述電壓比較器可以是穩(wěn)壓二極管并串聯(lián)有第二電阻，穩(wěn)壓二極管的負(fù)極連接于整流電路輸出端的正極，穩(wěn)壓二極管的正極連接門限電路第二開關(guān)的控制端；電壓比較器還可以是具有電壓比較功能的運(yùn)放電路。第二開關(guān)的輸入端與第一開關(guān)的控制端相連，第二開關(guān)的輸出端與第一開關(guān)輸出端相連。
[0060]LED模塊中的第一開關(guān)的輸入端與LED的正極相連，第一開關(guān)的輸出端與LED的負(fù)極相連，第一開關(guān)控制端與門限電路中的第二開關(guān)的輸入端相連，第一開關(guān)控制端還與整流電路輸出端的正極相連，第一電阻位于第一開關(guān)控制端與整流電路輸出端的正極之間。
[0061]由于LED模塊存在兩組以上的情況，兩組LED模塊為串聯(lián)關(guān)系，兩組及以上的LED模塊的連接關(guān)系為:任意一組LED模塊中LED輸入端正極連接相鄰一組LED模塊中LED輸出端負(fù)極。
[0062]限流裝置為電阻或具有限流功能的電路，限流裝置輸入端與整流電路輸出端的正極相連，限流裝置的輸出端與LED模塊中的LED輸入端正極相連。
[0063]整流電路輸出端的負(fù)極與LED模塊中LED的負(fù)極相連。
[0064]一般來說:所述的第一開關(guān)和第二開關(guān)為晶體管、達(dá)林頓管、MOS管或者由晶體管、MOS管組合形成的具有開關(guān)功能的單管和復(fù)合管。
[0065]所述的LED模塊中的LED可通過并聯(lián)連接并同時(shí)提高限流裝置的限流規(guī)格來實(shí)現(xiàn)LED個(gè)數(shù)增加提升功率。
[0066]實(shí)際應(yīng)用中，可以將每個(gè)LED模塊中的第一開關(guān)、第一電阻、第二開關(guān)、電壓比較器等集成為一顆小1C，再將IC與LED組一一對(duì)應(yīng)封裝在一起就可以實(shí)現(xiàn)電源隱形，外部只有整流電路和限流電阻等器件；非常適合長條形燈條、燈管等產(chǎn)品的開發(fā)。而如果將多個(gè)這樣的小IC集成在一起，就可以直接應(yīng)用于燈泡產(chǎn)品，甚至可將整流電路和限流器一起集成在一起，這將徹底改變LED燈泡的設(shè)計(jì)思路和結(jié)構(gòu)，而且由于IC當(dāng)中的半導(dǎo)體器件耐壓值和低，IC成本得到顯著下降，將大大加快LED燈具產(chǎn)品的普及，創(chuàng)造巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
[0067]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明
[0068]實(shí)施例1
[0069]如圖1所示:其連接關(guān)系如下:
[0070]1、整流電路為橋式整流，輸出端正極接限流裝置的輸入端及各LED模塊中第一電阻和各門限電路的穩(wěn)壓二極管負(fù)極連接成為C點(diǎn)；整流電路輸出端負(fù)極Vin-與最后一組LED模塊的輸出端連接。
[0071]2、CL20為限流裝置。其輸入端與整流輸出端正極相連，輸出端與第一個(gè)LED模塊中LED的輸入端相連。
[0072]3、各LED模塊由LED、第一開關(guān)Ql和第一電阻Rl構(gòu)成,其中第一電阻Rl與第一開關(guān)Ql的控制端基極及門限電路中的第二開關(guān)Q2的輸入端集電極相連；第一開關(guān)Ql的輸入端集電極與LED的輸入端相連,輸出端與LED的輸出端及第二開關(guān)的輸出端即Q2的發(fā)射極相連。
[0073]4、門限電路由穩(wěn)壓二極管ZD、第二電阻R2、第二開關(guān)Q2構(gòu)成。其中穩(wěn)壓管和第二電阻串聯(lián)后接第二開關(guān)的控制端基極。
[0074]5、Ni組的LED組輸入端與N1-1組的LED輸出端相連，Ni組的LED組輸出端與Ni+Ι組的LED輸入端相連，如此各LED模塊互相串聯(lián)連接；最后一組LED模塊的輸出端與整流電路輸出端負(fù)極Vin-連接。
[0075]下面介紹其工作原理:
[0076]AC為220V交流，經(jīng)橋式整流后輸出100HZ的脈動(dòng)電壓Vin+，負(fù)極為Vin-。Vin+與恒流器CL20的輸入端相連為c點(diǎn)，并與LED模塊的門限電路輸入端Cl?C35相連，C點(diǎn)同時(shí)經(jīng)各模塊的第一電阻Rl?R35與各模塊的第一開關(guān)Ql-1?Q1-35的控制端基極以及各模塊中第二開關(guān)Q2-1?Q2-35的輸入端集電極相連；第一開關(guān)Ql-1?Q1-35的輸入端集電極與各模塊中LED組的輸入端相連,第一開關(guān)Ql-1?Q1-35的輸出端發(fā)射極與第二開關(guān)Q2-1?Q2-35的輸出端發(fā)射極以及各模塊中的LED組的輸出端相連；Ni組的LED組輸入端與N1-1組的LED輸出端相連，Ni組的LED組輸出端與Ni+Ι組的LED輸入端相連，如此各LED模塊互相連接；C點(diǎn)與各LED模塊的第二開關(guān)Q2-1?Q2-35的控制斷基極之間分別接有串聯(lián)了第二電阻R2-1?R2-35的穩(wěn)壓二極管ZDl?ZD35 ;最后一個(gè)LED模塊的LED的輸出端與Vin-相連。圖中各LED模塊中LED的個(gè)數(shù)均為3個(gè)，累計(jì)壓降約9V，考慮恒流器的最低工作電壓約2V，所以ZDl?ZD35至少選用穩(wěn)壓值12V以上的穩(wěn)壓管，假設(shè)第一開關(guān)的飽和壓降為0.2v,35個(gè)第一開關(guān)導(dǎo)通至少產(chǎn)生7V壓降，所以ZD35的穩(wěn)壓值最佳為12+7=19V。
[0077]交流電220V經(jīng)整流后的脈動(dòng)電壓，峰值約320V，當(dāng)脈動(dòng)電壓從O上升到9V前，電路電流為零，當(dāng)脈動(dòng)電壓繼續(xù)上升，到達(dá)19V前，Vin電壓經(jīng)R1-35驅(qū)動(dòng)Q1-35導(dǎo)通，各模塊中的第一開關(guān)Ql-1?Q1-35全部飽和，電能只消耗在恒流器CL20，脈動(dòng)電壓上升超過19V時(shí)，ZD35導(dǎo)通，N35的第二開關(guān)導(dǎo)通，控制第一開關(guān)進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)，電流流過N35的LED發(fā)光，之后隨著Vin電壓繼續(xù)上升，每上升9V，就多一組LED發(fā)光，發(fā)光順序依次為N34、N33、
N32.........NI，只要電壓足夠高，NI就會(huì)發(fā)光。Vin到達(dá)最高值后開始往下降，隨著電壓的下降，各組LED又會(huì)依次熄滅，順序?yàn)镹1、N2、N3.......N35。
[0078]實(shí)施例2
[0079]該實(shí)施例適用于交流120V 3WLED燈。
[0080]如圖2所示:其連接關(guān)系如下:
[0081]1、整流電路為橋式整流，輸出正極接限流裝置的輸入端及各LED模塊中第一電阻和各門限電路的穩(wěn)壓二極管負(fù)極連接成為C點(diǎn)；各LED模塊串聯(lián)后與另外26顆LED繼續(xù)串聯(lián)，整流電路輸出負(fù)極Vin-與最后一顆LED的負(fù)極連接。
[0082]2、CL20為限流裝置。其輸入端與整流電路輸出正極相連，輸出端與第一個(gè)LED模塊中LED的輸入端相連。
[0083]3、各LED模塊由LED、第一開關(guān)Ql和第一電阻Rl構(gòu)成,其中第一電阻Rl與第一開關(guān)Ql的控制端基極及門限電路中的第二開關(guān)Q2的輸入端集電極相連；第一開關(guān)Ql的輸入端集電極與LED的輸入端相連,輸出端與LED的輸出端及第二開關(guān)的輸出端即Q2的發(fā)射極相連。
[0084]4、門限電路由穩(wěn)壓二極管ZD、第二電阻R2、第二開關(guān)Q2構(gòu)成。其中穩(wěn)壓管和第二電阻串聯(lián)后接第二開關(guān)的控制端基極。
[0085]5、Ni組的LED組輸入端與N1-1組的LED輸出端相連，Ni組的LED組輸出端與Ni+1組的LED輸入端相連，如此各LED模塊互相串聯(lián)連接；最后一組LED模塊的輸出端與26顆串聯(lián)LED組的輸入端正極相連，LED組的輸出端負(fù)極與整流電路輸出負(fù)極Vin-連接。
[0086]在圖2中在最靠近Vin-端的LED模塊的輸出端與Vin-之間串聯(lián)了 26顆LED，這樣，當(dāng)整流后得到的脈動(dòng)電壓上升到78V前，LED都不會(huì)發(fā)光。當(dāng)電壓超過78V之后，工作原理與實(shí)例I相同。各模塊都是3顆LED串聯(lián)，壓降9V，各模塊中第一開關(guān)的飽和壓降累計(jì)為9*0.2=1.8V，所以ZD1-ZD9選用穩(wěn)壓值=9+1.8 = 11.8V以上，比如13V，當(dāng)脈動(dòng)電壓上升到81V時(shí)，M9的ZD9導(dǎo)通，第二開關(guān)Q2-9飽和，控制第一開關(guān)Ql_9截止，電流流過M9的LED發(fā)光。同樣，隨著脈動(dòng)電壓的逐步上升，M9、M8、。。。。。Ml都會(huì)陸續(xù)發(fā)光，能否全部被點(diǎn)亮，取決交流電壓是否足夠高。經(jīng)過使用26個(gè)直接串聯(lián)的LED，使得限流器的電流規(guī)格可以大幅度提聞，由于占空比變小，所以平均電流不會(huì)超出LED的規(guī)格又可以提聞売度，效率也得到進(jìn)一步提升。
[0087]這樣設(shè)置能夠?qū)崿F(xiàn)以下好處:
[0088]如果在很低電壓時(shí)就將LED點(diǎn)亮，由于在整個(gè)交流電周期中都亮著，其平均電流不能超過20mA的規(guī)格值，否則壽命縮短；而對(duì)于最遲被點(diǎn)亮的LED，由于點(diǎn)亮?xí)r間很短，20mA的電流無法使其達(dá)到理想亮度，要達(dá)到理想亮度就必須提高電流，這與低壓時(shí)點(diǎn)亮的LED的工作電流不能超過20mA產(chǎn)生矛盾。為減少這樣的矛盾，讓所有的LED發(fā)光盡量平衡，辦法之一就是讓LED的發(fā)光時(shí)間盡量接近，這樣就可以設(shè)置一個(gè)較高的電流讓遲發(fā)光的LED提高亮度又可以不至于導(dǎo)致早發(fā)光的LED的工作電流超標(biāo)。
[0089]上述方案的另一個(gè)好處是在LED燈具產(chǎn)品上，使用控制芯片的個(gè)數(shù)降低，進(jìn)一步降低成本。
【權(quán)利要求】
1.一種LED工作模式控制裝置，其特征在于:它包括: (1)整流電路:用于整流交流電源的電路； (2)LED模塊組:由一組或一組以上依次串聯(lián)的LED模塊構(gòu)成， (3)LED限流裝置:連接于整流電路和所述的LED模塊組之間的、用來限制和穩(wěn)定電路中LED的工作電流的裝置； (4)門限電路:連接于整流電路和LED模塊之間，用來判斷整流電路輸出端正極與門限電路單獨(dú)控制的LED模塊輸出端之間的電壓，并控制LED模塊中的LED的點(diǎn)亮和熄滅的電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED工作模式控制裝置，其特征在于:所述的LED模塊包含控制LED點(diǎn)亮和熄滅的第一開關(guān)、能夠限制第一開關(guān)驅(qū)動(dòng)電流和電壓大小的第一電阻以及若干個(gè)串聯(lián)或并聯(lián)的LED ;所述的第一開關(guān)的開與關(guān)由門限電路控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED工作模式控制裝置，其特征在于:每一個(gè)LED模塊由單獨(dú)一個(gè)門限電路進(jìn)行控制，所述的門限電路能夠判斷整流電路輸出電壓減去已發(fā)光LED模塊的累加正向壓降后的電壓是否大于該門限電路對(duì)應(yīng)控制的LED模塊中未點(diǎn)亮的LED的正向電壓累加值，只有大于時(shí)才斷開與該LED模塊中的LED并聯(lián)的第一開關(guān)，該LED模塊的LED才被點(diǎn)売。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的的LED工作模式控制裝置，其特征在于:第一開關(guān)的耐壓值除以單個(gè)LED的正向壓降取整數(shù)即是該LED模塊中LED的允許最大個(gè)數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LED工作模式控制裝置，其特征在于: 所述的門限電路為包含有第二開關(guān)和電壓比較器的電路，所述的第二開關(guān)在門限電路中的電壓比較器啟動(dòng)時(shí)，第二開關(guān)從斷開變?yōu)槎搪?，并以第二開關(guān)的短路去驅(qū)動(dòng)LED模塊中的第一開關(guān)從短路變?yōu)閿嚅_，此時(shí)，該LED模塊的LED才被點(diǎn)亮；電壓比較器串聯(lián)有第二電阻，電壓比較器的輸入端連接于整流電路輸出端的正極，電壓比較器的輸出端連接門限電路第二開關(guān)的控制端；第二開關(guān)的輸入端與第一開關(guān)的控制端相連，第二開關(guān)的輸出端與第一開關(guān)輸出端相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LED工作模式控制裝置，其特征在于:LED模塊中的第一開關(guān)的輸入端與LED的正極相連,第一開關(guān)的輸出端與LED的負(fù)極相連,第一開關(guān)控制端與門限電路中的第二開關(guān)的輸入端相連，第一開關(guān)控制端還與整流電路輸出端的正極相連，第一電阻位于第一開關(guān)控制端與整流電路輸出端的正極之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED工作模式控制裝置，其特征在于: 兩組及以上的LED模塊的連接關(guān)系為:任意一組LED模塊中LED輸入端正極連接相鄰一組LED模塊中LED輸出端負(fù)極。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED工作模式控制裝置，其特征在于:限流裝置為電阻或具有限流功能的電路，限流裝置輸入端與整流電路輸出端的正極相連，限流裝置的輸出端與LED模塊中的LED輸入端正極相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED工作模式控制裝置，其特征在于:整流電路輸出端的負(fù)極與LED模塊中LED的負(fù)極相連。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK104244492SQ201210100186
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2012年4月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月7日
【發(fā)明者】林耀 申請人:吳槐