[發(fā)明專(zhuān)利]交流電直接恒流驅(qū)動(dòng)的LED發(fā)光裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210005718.0
• 申請(qǐng)日: 2012-01-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103200729A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李東明;楊冕;封正勇;龍文濤;趙昆;張明
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 四川新力光源股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H05B37/02
• 分類(lèi)號(hào): H05B37/02
• 代理公司: 北京海虹嘉誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11129
• 代理人: 張濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及LED(發(fā)光二極管)發(fā)光裝置，特別涉及LED發(fā)光裝置的交流電直接恒流驅(qū)動(dòng)技術(shù)。

背景技術(shù)

LED作為一種新型固態(tài)光源，以其節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)有望成為新一代照明光源。眾所周知，現(xiàn)有LED幾乎都是用直流電驅(qū)動(dòng)的，而我們的生產(chǎn)生活用電卻是交流電。因此，在目前使用的LED產(chǎn)品中，需要一個(gè)電源轉(zhuǎn)換器，將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。電源轉(zhuǎn)換器的引入，帶來(lái)很多負(fù)面效應(yīng)。其一，電源轉(zhuǎn)換器的壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于LED自身的壽命，使得照明裝置的使用壽命變短；其二，電源轉(zhuǎn)換器會(huì)降低發(fā)光裝置的效率；其三，在小功率應(yīng)用中，電源轉(zhuǎn)換器會(huì)引起功率因數(shù)的下降和電流總諧波失真的增加。為了充分發(fā)揮半導(dǎo)體照明的優(yōu)勢(shì)，可以用交流電直接驅(qū)動(dòng)的LED發(fā)光裝置成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。

在已有的交流LED公開(kāi)技術(shù)中，大多是使用多顆LED組件按照反向并聯(lián)或者橋式整流的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接而成，以滿(mǎn)足交流電力的驅(qū)動(dòng)要求。但是，交流電是按照一定的頻率周期性波動(dòng)的，由于LED自身開(kāi)啟電壓的存在，在瞬時(shí)電壓超過(guò)開(kāi)啟電壓時(shí)，LED才會(huì)導(dǎo)通并發(fā)光。反之，LED是截止不發(fā)光的。這種電路使得LED的發(fā)光效率很低，并且隨著交流電壓波動(dòng)出現(xiàn)發(fā)光閃爍現(xiàn)象。

國(guó)際專(zhuān)利WO?2004/023568A1“LIGHT-EMITTING?DEVICE?HAVING?LIGHT-EMITTINGELEMENTS”中，提出了在藍(lán)寶石襯底上集成LED芯片陣列，從而提供一種交流電力驅(qū)動(dòng)的發(fā)光裝置，但沒(méi)有解決LED的發(fā)光閃爍問(wèn)題。

美國(guó)專(zhuān)利US?7,489,086?B2“AC?LIGHT?EITTING?DIODE?AND?AC?LED?DRIVE?METHODS?ANDAPPARATUS”提供了一種交流LED器件，該發(fā)明是一種將多個(gè)LED集成封裝的器件，利用人眼的視覺(jué)暫留效應(yīng)來(lái)彌補(bǔ)交流電引起的LED發(fā)光閃爍現(xiàn)象。該專(zhuān)利沒(méi)有從根本上解決交流電壓周期性波動(dòng)造成的發(fā)光閃爍現(xiàn)象。

可見(jiàn)，在已公開(kāi)LED交流驅(qū)動(dòng)技術(shù)中，都存在一個(gè)缺點(diǎn)：LED的驅(qū)動(dòng)電流會(huì)隨著交流電壓的波動(dòng)而波動(dòng)，導(dǎo)致LED發(fā)光時(shí)出現(xiàn)亮度變化，產(chǎn)生發(fā)光閃爍的現(xiàn)象。同時(shí)，LED器件的核心是一個(gè)PN結(jié)二極管，其I-V特性為近似的指數(shù)函數(shù)，當(dāng)LED兩端的電壓大于開(kāi)啟電壓后，流過(guò)PN結(jié)的電流呈指數(shù)增長(zhǎng)?，F(xiàn)有技術(shù)的交流驅(qū)動(dòng)方法，由于沒(méi)有使用恒流電路，在LED結(jié)溫升高時(shí)，其開(kāi)啟電壓會(huì)下降，由于輸入電壓不變，使得LED的正向電流急劇增加，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使LED的PN結(jié)造成熱擊穿，永久損壞。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題，就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)交流電直接驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光裝置的問(wèn)題，提供一種交流電直接恒流驅(qū)動(dòng)的LED發(fā)光裝置。

本發(fā)明解決所述技術(shù)問(wèn)題，采用的技術(shù)方案是，交流電直接恒流驅(qū)動(dòng)的LED發(fā)光裝置，包括交流輸入端、保護(hù)單元和整流單元，其特征在于，所述整流單元的第一輸出端和第二輸出端之間并聯(lián)有第一支路、第二支路、……第n支路，所述第一支路由第一LED模組和第一恒流單元串聯(lián)構(gòu)成，所述第二支路由第二LED模組和第二恒流單元串聯(lián)構(gòu)成，……所述第n支路由第n?LED模組和第n恒流單元串聯(lián)構(gòu)成，每個(gè)恒流單元都與采樣單元連接，其中n≥1，且為整數(shù)；

所述交流輸入端用于連接交流電，為裝置提供工作電流；

所述保護(hù)單元與交流輸入端連接，為裝置提供保護(hù)功能；

所述整流單元與保護(hù)單元連接，對(duì)保護(hù)單元輸出的交流電進(jìn)行整流；

所述采樣單元用于對(duì)整流單元的輸出電壓進(jìn)行采樣，并輸出控制信號(hào)到各個(gè)恒流單元；

各個(gè)恒流單元與采樣單元連接，恒定相應(yīng)支路的電流并根據(jù)采樣單元輸出的控制信號(hào)接通或關(guān)斷相應(yīng)支路。

本發(fā)明的發(fā)光裝置技術(shù)方案中，n條LED模組及其串聯(lián)的恒流單元構(gòu)成的并聯(lián)支路連接在整流電路輸出端，通過(guò)設(shè)定個(gè)支路恒流單元的電流值及其關(guān)斷、接通電壓，可以避免交流電壓變化產(chǎn)生的周期性閃爍現(xiàn)象。由于每條支路的電流是恒定的，LED模組中的LED不會(huì)因?yàn)榻Y(jié)溫的變化而引起電流的變化，提高了LED的可靠性。通過(guò)理論分析可以知道，支路數(shù)量的增加可以使驅(qū)動(dòng)電流波形接近正弦波，提高發(fā)光裝置的功率因數(shù)和效率。

具體的，所述LED模組由LED陣列組成。

采用LED陣列可以組成大功率的LED模組。

進(jìn)一步的，所述LED陣列由布置在同一印制電路板上的至少1個(gè)LED構(gòu)成，或者集成封裝在同一基板上的至少1個(gè)LED構(gòu)成，或者集成在同一半導(dǎo)體襯底上的至少1個(gè)LED構(gòu)成。