應用電流調整管的恆流led照明燈的製作方法
2023-05-28 04:20:31
專利名稱：應用電流調整管的恆流led照明燈的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種照明燈，特別是涉及一種應用電流調整管的恆流LED照明燈，屬電子應用技術領域。
背景技術：
LED光源是固體發光的新一代光源，在LED照明技術的發展史上，白光型LED的出現，成為LED進入快速發展階段的重要突破。近年來，隨著節能環保意識的提高，在大力推行「節能減排」的背景下，國家對新能源產業重視程度不斷加大，具有環保節能特性的LED產業在短短幾年內就獲得了快速發展。LED在應用中最常見的問題，一是浪湧電壓造成損壞，常見到一條街上的LED路燈時不時就會發生損壞不亮的現象，浪湧電壓產生的原因很多，常見的有雷擊以及感性大負載開啟、關斷、電壓升高波動等；二是由於LED的負溫度系 數，使LED具有特有的電壓-電流變化率特性，當對LED施加的正向電壓Vf超過正向壓降值時，即使Vf有一點點上升都會導致正向電流If和pn結溫度的大幅度增加，快速增大的If會加速LED損耗，嚴重影響LED的發光效率，縮短了 LED的使用壽命；三是LED的工作電流不能超過規定的額定電流，否則會造成永久損壞。所以，對LED不能恆壓供電，而必須採用恆流驅動。現有技術中被廣泛使用的驅動電源是高頻開關恆流驅動電源，如圖I所示，其工作頻率一般大於30KHz、必須使用電感器件或高頻開關變壓器、半導體開關器件或集成開關電路模塊、直流輸出端必須有取樣電阻。由於逆變電路會產生高頻電壓，對周圍設備、空間及電網有明顯的幹擾，電磁兼容(EMC)和電磁幹擾(EMI)問題嚴重；取樣電阻會消耗一定功率的電能，造成多餘的能量耗損；由於電路中所用電子元器件較多，高頻開關恆流驅動電源體積較大，難以適應燈具狹小空間的安裝；長期使用可靠性較差、生產成本較高。
實用新型內容針對上述不足，本實用新型提供了一種應用電流調整管的恆流LED照明燈，其不僅具有可靠性高和成本低的特點，而且能夠通過實現各種不同照明功率組合來滿足不同照明用戶的需求。本實用新型的技術方案是一種應用電流調整管的恆流LED照明燈，其特徵是，包括整流電路、功率因數校正電路、電流調整管和LED燈組，所述整流電路的交流輸入端與市電連接，直流正輸出端通過電流調整管與LED燈組的正極連接，直流負輸出端與LED燈組的負極連接，所述功率因數校正電路連接在整流電路的直流正、負輸出端之間。優選地，所述應用電流調整管的恆流LED照明燈包括熔絲管F、整流全橋D1-D4、電容Cl、電容C2、二極體D5、二極體D6、二極體D7、電流調整管CRD和LED燈組，所述整流全橋的一個交流輸入端直接與市電連接，另一個交流輸入端經過熔絲管與市電連接，所述整流全橋的正輸出端分別與電容Cl的正極、二極體D7負極和電流調整管CRD的陽極連接，整流全橋的負輸出端分別與二極體D5正極、電容C2的負極和LED燈組的負極連接；所述電容Cl的負極分別與二極體D5負極和二極體D6正極連接，所述二極體D6的負極分別與二極體D7正極和電容C2的正極連接；所述電流調整管CRD的陰極與LED燈組的正極連接。本實用新型的有益效果是採用上述結構後，本實用新型具有功率因數校正PFC功能，不僅通過採用電流調整管實現了「供電電源-恆流驅動電路-LED燈組」的最優匹配，尤其適合於高電壓、小電流驅動LED照明燈恆流供電，通過實現各種不同照明功率組合來滿足不同照明用戶的需求，而且具有可靠性高和成本低的特點。
以下結合附圖
和實施例對本實用新型做進一步的說明圖I是現有技術的恆流LED照明燈的原理框圖；圖2是本實用新型的原理框圖；圖3是本實用新型的電路原理圖； 圖4是AC線路的輸入電壓Vac和電流Iac波形圖。
具體實施方式
如圖2所示，本實用新型的一種應用電流調整管的恆流LED照明燈，包括整流電路、功率因數校正PFC電路、電流調整管CRD和LED燈組，所述整流電路的交流輸入端與市電連接，直流正輸出端通過電流調整管CRD與LED燈組的正極連接，直流負輸出端與LED燈組的負極連接，所述功率因數校正PFC電路連接在整流電路的直流正、負輸出端之間。圖3是本實用新型的電路原理圖。如圖3所示，本實用新型所述的應用電流調整管的恆流LED照明燈包括熔絲管F、整流全橋D1-D4、電容Cl、電容C2、二極體D5、二極體D6、二極體D7、電流調整管CRD和LED燈組。熔絲管F和整流全橋D1-D4組成整流電路，所述電容Cl、電容C2、二極體D5、二極體D6和二極體D7組成功率因數校正電路PFC。其中，所述整流全橋D1-D4的一個交流輸入端直接與市電連接，另一個交流輸入端經過熔絲管與市電連接，整流全橋的正輸出端分別與電容Cl的正極、二極體D7負極和電流調整管CRD的陽極連接，整流全橋的負輸出端分別與二極體D5正極、電容C2的負極和LED燈組的負極連接；所述電容Cl的負極分別與二極體D5負極和二極體D6正極連接，所述二極體D6的負極分別與二極體D7正極和電容C2的正極連接；所述電流調整管CRD的陰極與LED燈組的正極連接。下面是本實用新型的工作原理如圖3所示，熔絲管F為IA熔絲管；二極體D1-D7為1N4007型號的整流二極體；電容C1、C2為4. 7-47 μ F/400V的電解電容；電流調整管CRD為5V-100V寬電壓差型電流調整管，型號採用2DHL或Ε803，恆定電流為20mA-100mA ;LED燈組可以是白光Φ5πιπι草帽型正向電壓3. 2V、額定工作電流20mA的LED串聯後再並聯組成的燈組。當驅動LED燈組為功率較大的容性負載時，無源功率因數校正PFC電路通過抑制電流波形的畸變來提高功率因數，當AC 220V 50Hz的電壓按正弦波規律，由O向峰值Vm變化的1/4周期內，即在0〈t ( 5ms期間，橋式整流電路中二極體的Dl和D4導通，D2和D3截止，電流對電容Cl並經二極體D6對電容C2充電。當AC 220V瞬時值達到Vm，因電容C1=C2，故Cl和C2上的電壓相同，均為l/2Vm，當AC 220V線路電壓從峰值開始下降時，電容Cl通過負載和二極體D5迅速放電，並且下降速率比AC 220V線路電壓按正弦規律下降快得多，故直到AC 220V線路電壓瞬時值達到l/2Vm之前，二極體Dl和D4—直導通。當瞬時AC電壓幅值小於l/2Vm時，電容C2通過二極體D7、電流調整管CRD和負載LED燈組進行放電。當AC輸入電壓瞬時值低於無源PFC電路的DC總線電壓時，二極體Dl和D4截止，AC電流不能通過整流二極體，於是Iac出現死區。在AC電壓的負半周開始後的一段時間內，二極體D2和D3不會馬上導通。只有在AC瞬時電壓高於橋式整流輸出端的DC電壓時，D2和D3才能因正向偏置而導通。一旦D2和D3導通，Cl和C2再次被充電，於是出現與正半周類似的情況，得到如圖4所示的AC線路輸入電壓\c和電流IA。波形。從圖4可以看出，採用無源PFC電路取代單只電容濾波，整流二極體導通角明顯增大(大於120° )，AC輸入電流波形變得平滑。在選擇C1=C2=20 μ F/400V的情況下，功率因數可達O. 92。電流調整管CRD構成恆流輸出電路，CRD是一種能為LED照明燈在電源電壓發生變化時提供恆定電流的二端半導體器件，它相當於一個大電流的恆流源或最大峰值電流限制電路，能在很寬的電壓範圍內輸出恆定的電流，並具有很高的動態阻抗，即使出現電源電壓供應不穩定或是負載電阻變化很大的情況，都能確保供電電流恆定，單只電流調整管CRD的恆定電流就可達100mA，承受端電壓最大可達100V，可選擇串聯、並聯等方法組合使 用，以適應不同功率輸出的LED額定工作電流的需求。電流調整管CRD最適用的使用場合就是交流市電供電的LED照明燈，也就是高電壓小電流的情況最為合適。LED燈組可由η只串聯後m組並聯組成。由於LED具有負溫度係數，施加的正向電壓Vf超過正向壓降值時，會使電流急劇上升而導致結溫升高，壽命縮短。電流調整管CRD的作用就是要在輸入市電電壓變化時，保持流過LED燈組的輸出電流不變。當輸入電壓是AC 220V時，LED燈組可以由50隻-90隻LED串聯組成，也可以由串聯後的多組LED並聯組成。若單組串聯後的功率為4W，6組並聯後的功率為24W，可以根據需要實現各種功率輸出的LED照明。
權利要求1.一種應用電流調整管的恆流LED照明燈，其特徵是，包括整流電路、功率因數校正電路、電流調整管和LED燈組，所述整流電路的交流輸入端與市電連接，直流正輸出端通過電流調整管與LED燈組的正極連接，直流負輸出端與LED燈組的負極連接，所述功率因數校正電路連接在整流電路的直流正、負輸出端之間。
2.根據權利要求I所述的ー種應用電流調整管的恆流LED照明燈，其特徵是，所述應用電流調整管的恆流LED照明燈包括熔絲管F、整流全橋D1-D4、電容Cl、電容C2、ニ極管D5、ニ極管D6、ニ極管D7、電流調整管CRD和LED燈組，所述整流全橋的ー個交流輸入端直接與市電連接，另ー個交流輸入端經過熔絲管與市電連接，所述整流全橋的正輸出端分別與電容Cl的正極、ニ極管D7負極和電流調整管CRD的陽極連接，整流全橋的負輸出端分別與ニ極管D5正極、電容C2的負極和LED燈組的負極連接；所述電容Cl的負極分別與ニ極管D5負極和ニ極管D6正極連接，所述ニ極管D6的負極分別與ニ極管D7正極和電容C2的正極連接；所述電流調整管CRD的陰極與LED燈組的正極連接。
專利摘要一種應用電流調整管的恆流LED照明燈，屬電子應用技術領域，它包括整流電路、功率因數校正電路、電流調整管和LED燈組，所述整流電路的交流輸入端與市電連接，直流正輸出端通過電流調整管與LED燈組的正極連接，直流負輸出端與LED燈組的負極連接，所述功率因數校正電路連接在整流電路的直流正、負輸出端之間。採用上述結構後，本實用新型具有功率因數校正PFC功能，不僅通過採用電流調整管實現了「供電電源-恆流驅動電路-LED燈組」的最優匹配，尤其適合於高電壓、小電流驅動LED照明燈恆流供電，通過實現各種不同照明功率組合來滿足不同照明用戶的需求，而且具有可靠性高和成本低的特點。
文檔編號H05B37/02GK202634807SQ20122023061
公開日2012年12月26日 申請日期2012年5月22日 優先權日2012年5月22日
發明者韓清安 申請人:山東通明低碳新能源科技開發有限公司