[發(fā)明專利]LED工作模式控制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210100186.9
• 申請日: 2012-04-07
• 公開（公告）號: CN104244492B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林耀
• 申請（專利權(quán)）人: 吳槐
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種LED工作模式控制裝置。?

背景技術(shù)

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?AC?100～220V)，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)。?

LED燈具里必然要有一定的空間來安置這個模塊，但是對于E27標準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)都會有一定量的損耗，DC?LED在交流、直流之間轉(zhuǎn)換時約15％～30％的電力被損耗，系統(tǒng)效率很難做到90％以上。?

參考AC?LED光源的工作原理，將一堆LED微小晶粒采用交錯的矩陣式排列工藝均分為五串，AC?LED晶粒串組成類似一個整流橋，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，交流的正半周沿藍色通路流動，3串LED晶粒發(fā)光，負半周沿綠色通路流動，又有3串LED晶粒發(fā)光，四個橋臂上的LED?晶粒輪番發(fā)光，相對橋臂上的LED晶粒同時發(fā)光，中間一串LED晶粒因共用而一直在發(fā)光。?

在60Hz的交流中會以每秒60次的頻率輪替點亮。整流橋取得的直流是脈動直流，LED的發(fā)光也是閃動的，LED有斷電余輝續(xù)光的特性，余輝可保持幾十微秒，因人眼對流動光點記憶是有惰性的，結(jié)果人眼對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有一半時間在工作，有一半時間在休息，因而發(fā)熱得以減少40％～20％。因此AC?LED的使用壽命較DC?LED長。但由于個數(shù)大幅度增加，導(dǎo)致成本上升。?

目前階段的AC?LED還有兩個缺點，其一是接近一半的LED只在交流電的半個周期工作，利用率低，發(fā)光效率并沒有DC?LED高；由于在每個半周當中還只能在電壓高過一定值時才開始導(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

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。?

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：它包括：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；?

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的點亮和熄滅的電路；?

本發(fā)明的目的實現(xiàn)了以下優(yōu)點：?

1、可實現(xiàn)耐壓高?

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。?

AC驅(qū)動方式中這是不可思議的。AC驅(qū)動方式，如果串聯(lián)顆數(shù)太多，LED的導(dǎo)通時間將進一步減小，而且AC電壓偏低時就無法工作，徹底熄滅。?

而DC驅(qū)動方式在極高壓的情況下，極易導(dǎo)致驅(qū)動開關(guān)電源損壞。?

2、可實現(xiàn)高效率?

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)。?

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)光功率可達到Peffect＝(310/1.414)*0.024.4W，效率＝4.4/(4.4+0.06)＝98.6％?

對AC驅(qū)動而言，一般啟動點設(shè)置在150V，由于導(dǎo)通時間短，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％遠遠低于本案的效率?

對DC驅(qū)動而言，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。?

3、可輕松實現(xiàn)高功率?