[實用新型]LED工作模式控制裝置

有效

• 申請號: 201220145222.9
• 申請日: 2012-04-07
• 公開（公告）號: CN202503745U
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 林耀
• 申請（專利權）人: 林耀
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 福州智理專利代理有限公司 35208
• 代理人: 丁秀麗

技術領域

本實用新型涉及一種LED工作模式控制裝置。

背景技術

LED光源作為綠色、節能、省電、長壽命的第四代照明燈具而異軍突起、廣受關注、如火如荼地迅速發展。目前的LED光源是低電壓(VF＝2→3.6V)、大電流(IF＝200→1500mA)工作的半導體器件，必須提供合適的直流流才能正常發光。直流(DC)驅動LED光源發光的技術已經越來越成熟，由于我們日常照明使用的電源是高壓交流(AC?100～220V)，所以必須使用降壓的技術來獲得較低的電壓，常用的是變壓器或開關電源降壓，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光源發光。因此直流驅動LED光源的系統應用方案必然是：變壓器+整流(或開關電源)+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。無論是經由變壓器+整流或是開關電源降壓，系統都會有一定量的損耗，DC?LED在交流、直流之間轉換時約15％～30％的電力被損耗，系統效率很難做到90％以上。

參考AC?LED光源的工作原理參見圖3，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接交流源，另兩端聯接一串LED晶粒，交流的正半周沿藍色通路流動，3串LED晶粒發光，負半周沿綠色通路流動，又有3串LED晶粒發光，四個橋臂上的LED晶粒輪番發光，相對橋臂上的LED晶粒同時發光，中間一串LED晶粒因共用而一直在發光。

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的發光也是閃動的，LED有斷電余輝續光的特性，余輝可保持幾十微秒，因人眼對流動光點記憶是有惰性的，結果人眼對LED光源的發光+余輝的工作模式解讀是連續在發光。LED有一半時間在工作，有一半時間在休息，因而發熱得以減少40％～20％。因此AC?LED的使用壽命較DC?LED長。但由于個數大幅度增加，導致成本上升。

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通發光，發光亮度、功率提升都受到限制。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種耐壓高、發光效率高的LED工作模式控制裝置。

本實用新型的目的是這樣實現的：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的LED模塊構成，

(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；

本實用新型的目的實現了以下優點：

1、可實現耐壓高

在LED顆數足夠的情況下，比如150顆串聯，就可承受450V以上的高壓，確保其使用的安全性。

AC驅動方式中這是不可思議的。AC驅動方式，如果串聯顆數太多，LED的導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驅動方式在極高壓的情況下，極易導致驅動開關電源損壞。

2、可實現高效率

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導通壓降附近，損耗值也就被限定在極低狀態。

假定LED壓降為3V，導通電流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發光功率可達到Peffect＝(310/1.414)*0.02

4.4W，效率＝4.4/(4.4+0.06)＝98.6％

對AC驅動而言，一般啟動點設置在150V，由于導通時間短，電流假定設為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驅動而言，由于高效開關恒流電源的配合，能做到90％的效率已經是奢望了，而且成本也極高，大大限制了產品的推廣。

3、可輕松實現高功率