[發(fā)明專利]包含有由多個(gè)短串連成長(zhǎng)串的LED燈串電路

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010203785.4
• 申請(qǐng)日: 2010-06-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102196627A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃樹(shù)良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 技領(lǐng)半導(dǎo)體(上海)有限公司;技領(lǐng)半導(dǎo)體股份有限公司
• 主分類號(hào): H05B37/02
• 分類號(hào): H05B37/02
• 代理公司: 北京市浩天知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 11276
• 代理人: 劉云貴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管(LED)光源、控制和保護(hù)電路；特別涉及一種由交流電流驅(qū)動(dòng)的LED光源、控制和保護(hù)電流。

背景技術(shù)

發(fā)光二極管燈串(即LEDs)逐步成為了常用的發(fā)光源，舉一個(gè)例子，如由交流供電的被稱之為白色LEDs的短串。交流LED有時(shí)專指某些電路。如專利號(hào)為：5,495,147、6,830,358、7,045,965、7,138,770、7,264,381和7,344,275的各美國(guó)專利文獻(xiàn)中涉及到的交流LED電路，這些交流LED電路包含有平行反串型LED燈串。再如在專利號(hào)為5,463,280和7,276,85的美國(guó)專利文獻(xiàn)中，涉及一種橋式整流LED燈串，還有在申請(qǐng)?zhí)枮?007/0008721的美國(guó)專利文獻(xiàn)中公開(kāi)了一種各交流LED燈并聯(lián)連接形成的燈串網(wǎng)，該燈串網(wǎng)可采用多方式形成。

圖1是現(xiàn)有交流LED燈串電路示意圖，該交流LED燈串電路既沒(méi)有交直流轉(zhuǎn)換器也沒(méi)有整流器。雖然電路也可接入直流電壓，但在輸入端1和2之間通常還是接入交流電源，例如，接入110V的交流電壓。如果輸入端1的電位高于輸入端2的電位，電流就由輸入端1經(jīng)限流電阻3、節(jié)點(diǎn)4、第一串串連的LED燈串5、節(jié)點(diǎn)6和限流電阻7，流入輸入端2；而如果輸入端1的電位低于輸入端2的電位，電流的流向就反向，既由輸入端2依次經(jīng)過(guò)限流電阻7、節(jié)點(diǎn)6、第二串串連的LED燈串8、節(jié)點(diǎn)4后，流入輸入端1。

圖2是現(xiàn)有另一種交流LED電路示意圖。電路中采用了全波整流器9，在輸入端10和11之間接入交流或直流電源，例如為110V交流電壓，在交流電壓的任意半周內(nèi)兩個(gè)LED燈串12和13都會(huì)發(fā)光，但此電路需要額外增設(shè)全波整流器9。和圖1所示的電路一樣，此電路也設(shè)有限流電阻14和15來(lái)限制電流。

圖1和圖2所示的交流LED電路在應(yīng)用時(shí)，為保證電路的穩(wěn)定性，需要對(duì)電路進(jìn)行控制，使輸入的交流電源和LED燈串上的電壓降能夠匹配，同時(shí)電路中也可能需要增設(shè)圖中所示的限流電阻，以便當(dāng)輸入電壓或者LED燈串兩端的電壓降變化時(shí)限制電路電流。設(shè)置限流電阻的弊端在于會(huì)有功率損耗，導(dǎo)致LED燈串電路的效率較低，而且會(huì)發(fā)熱嚴(yán)重。

在圖2所示的電路，接入110V交流電壓，如果限流電阻為625歐姆，110V電壓在LED燈串上產(chǎn)生40毫安的電流，這樣LED燈串輸出4瓦功率，限流電阻消耗1瓦的功率，電路總計(jì)會(huì)有26％的功率損失。如果電路工作在220V電壓、20毫安電流情形下，限流電阻為2.5千歐姆，結(jié)果，LED燈串的功率也為4瓦，限流電阻的功率也是1瓦，電路總計(jì)也有26％的功率損失。由于限流電阻上的RMS電壓降近似為交流RMS電壓的26％，如果接入的交流電壓增加10％，會(huì)導(dǎo)致LED燈串電流增加近40％(即10％/26％)，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致限流電阻的功率消耗增加70％以上，使電路發(fā)熱增加，功率損失增加近50％。同樣，如果交流電壓減少10％，可以看到LED燈串電路的電流下降36％。

為了避免限流電阻上的功率損失，一種連接有電容的交流LEDs燈串電路被提出。如在專利號(hào)為6,972,528和7,489,086的美國(guó)專利文獻(xiàn)中，公開(kāi)了在平行反串型LED燈串電路中采用了用作高頻退耦的電容。這個(gè)電路的一個(gè)弊端就在于需要高精度的電容，另一個(gè)弊端在于電路要依賴電壓變化率(即dV/dt)的穩(wěn)定性，而且此電路一般也不能兼容可控硅調(diào)光器件。雖然這種電路能由高頻交流電壓源控制器所驅(qū)動(dòng)，但如此又需要有用作高頻驅(qū)動(dòng)器的復(fù)雜電路。

在專利號(hào)為6,577,072的美國(guó)專利文獻(xiàn)中，闡述了另一種實(shí)施方式，即采用包含開(kāi)關(guān)的非單片集成電路，其開(kāi)關(guān)和并接有儲(chǔ)能電容的LED燈串相連。當(dāng)輸入電壓低于某一水平時(shí)，開(kāi)關(guān)閉合，以便LED燈串由電容供電。由于放電后的電容需要通過(guò)開(kāi)關(guān)進(jìn)行再充電，因此這個(gè)電路也不是無(wú)功率損耗的。而且，LED燈串的光輸出也不能隨輸入電壓的變化而調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容

一交流LED燈串電路包括：整流器、集成電路和連續(xù)串接的LED構(gòu)成的燈串。這個(gè)電路接入交流電源，通過(guò)整流后提供給LED燈串。所述集成電路包含多個(gè)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)，每個(gè)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)的連接方式使得各自能獨(dú)立地且有選擇性地短路多串LED短串中相應(yīng)的一串，多串LED短串都是LED燈串的一部分。當(dāng)LED燈串上的電壓增加，集成電路就控制這些驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)，以使有電流流過(guò)的LED數(shù)目增加；而當(dāng)LED燈串上的電壓減少時(shí)，集成電路就控制這些驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)，以使有電流流過(guò)的LED數(shù)目減少。