一種可調光的交流led燈的製作方法

2023-05-16 21:22:31

專利名稱：一種可調光的交流led燈的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於半導體照明應用領域，涉及一種可調光的交流LED燈。
背景技術：
半導體照明燈具由於具有發光效率高、節電效果明顯、壽命長、無汙染、抗震動等 顯著優點，已日益受到世界各國的重視，有望在不久的將來取代傳統的各種照明燈具。交流LED是由多個超細LED晶粒組成的，每個晶粒就是一個LED PN結，其微晶粒 可按多種工藝排列，例如交錯矩陣排列工藝，如圖1所示。交流LED可以流過雙向電流，電 路上可等效為兩串直流LED反向並聯聯接，如圖4中交流LED燈串2所示，實際應用中將多 個直流LED按一定的順序連接而使整體能流過雙向電流的結構，也可以作為廣義上的交流 LED。傳統的交流LED驅動大多都採用正弦電壓作驅動源(AC電源)，直接加在交流LED 兩端(如圖2)，或先經過一個大容值的電解電容C(如圖3)，再加在交流LED上，由於串聯的 LED有一個很大的門檻電壓，電壓小於門檻電壓時，LED不導通，而電壓是按正弦從0緩慢上 升的，因此在較長的時間內交流LED都是不導通的，這種驅動方式使得LED的利用率下降； 另一方面，由於加在交流LED兩端的電壓波動較大，使得流過LED的電流劇烈波動，會加速 LED的光衰，嚴重影響LED的壽命。本實用新型解決了上述現有技術的缺點，並且該驅動方法還具有良好的調光性 能。

實用新型內容本實用新型的目的在於克服上述現有技術的不足，提供一種適用於交流LED的驅 動和調光方法。本實用新型在LED導通時流過恆定電流，確保LED發光穩定，保證LED長壽 命，通過調節控制方波電流發生電路輸出電流的佔空比，可調節LED的光輸出量，並保持峰 值波長基本不漂移，色溫穩定。本實用新型通過如下技術方案實現一種可調光的交流LED燈，包括交流LED燈和方波電流發生電路，方波電流發生電 路與交流LED燈的兩輸入端連接。上述可調光的交流LED燈中，所述交流LED等效成並聯在一起的兩串LED，且兩串 LED的極性相反。上述可調光的交流LED燈中，所述方波電流發生電路包括兩個輸出電流大小一 致、方向相反的直流恆流電路，兩個直流恆流電路各自通過一個可控開關(1\、T2)與交流 LED燈的輸入端連接。本實用新型利用方波電流發生電路產生用於驅動交流LED的電流，方波電流發生 電路的正向電流的幅值和反向電流幅值相等，兩串LED交替導通，導通時發光亮度相同。所 述正向電流和反向電流的導通寬度相等或不相等，在相鄰的正向電流和反向電流之間是電流為0的區段，該區段寬度可調節。LED的點亮時間通過調節方波電流發生電路輸出電流的 佔空比來調節。與現有技術相比，本實用新型具有有如下優點本實用新型在單串LED導通時流 過的電流是恆定的，從而確保了 LED發光穩定，減小了電流波動對LED的影響，保證了 LED 的長壽命；LED串加和2b交替工作，在其中一串LED正常發光工作時，另一串LED不工作， 流過的電流為0，ΡΝ結向周圍散熱，使LED結溫不致過高；當加上圖6所示電流時，LED立即 導通，只在電流為0時LED不導通，LED點亮時程可以控制，最大點亮時程理論上可達到全 周期360° ；通過調節控制方波電流發生電路輸出電流的佔空比，可調節LED的光輸出量， 同時由於調光時電流幅值不改變，使得峰值波長基本不發生漂移，色溫穩定，調光性能好。

圖1為交流LED的晶粒矩陣排布圖。圖2為一種現有的交流LED驅動電路。圖3為另一種現有的交流LED驅動電路。圖4為本實用新型實施方式的交流LED調光碟機動電路整體結構示意圖。圖5為本實用新型實施方式中的一種交流LED調光碟機動電路。圖6為本實用新型實施方式中基本的交流LED驅動電流波形。圖7為本實用新型實施方式中的交流LED調光碟機動電流波形。
具體實施方案
以下結合附圖對本實用新型的具體實施作進一步描述，但本實用新型的實施和保 護不限於此。如圖4所示，電路主要由方波電流發生電路1和交流LED燈串2組成；方波電流發 生電路1產生用於驅動交流LED燈串2的電流i，i的波形如圖7所示，恆定幅值的電流驅 動燈串( 和2b)交替穩定發光，確保了 LED發光穩定，並保證LED長壽命工作；另外通過 調節控制方波電流發生電路輸出電流i的佔空比，可調節LED的光輸出量，同時由於調光時 電流幅值不改變，使得峰值波長基本不發生漂移，色溫穩定，調光性能好。如圖5所示為本實用新型的一種具體的交流LED調光碟機動電路，方波電流發生電 路可以採用多種方式實現，例如圖5所示電流合成電路，即採用兩套直流恆流電路，其電流 恆流值相等，通過開關1\、T2的切換控制，使交流LED獲得如圖7所示電流波形。該電路的方波電流發生電路由兩套直流恆流電路(II和12)組成，通過控制可控 開關TpT2的互補切換，Il和12交替工作，即可產生圖6所示驅動電流波形。當T1導通時， 第一直流恆流電路Il工作，產生正向電流，交流LED燈串2中的LED陣列加導通，全部回 路電流i經LED陣列加流回電源端，此時LED陣列加支撐著交流LED的全部光輸出，其結 溫升高，在這個過程中，由於流過LED的電流保持恆定，因此光輸出恆定，並且沒有電流的 大波動對LED造成影響；在此階段，LED陣列2b由於不能流過反向電流而截止，PN結向周 圍散熱，結溫下降。當T2導通時，第二直流恆流電路12工作，工作情況正好與上述工作情況 相反，由於正負電流幅值相等，從而使交流LED的光輸出量基本保持不變，同時由於LED陣 列加和2b交替工作，使LED結溫不致過高。[0024]當方波電流發生電路產生圖7所示驅動電流波形時，如通過控制圖5中的Tl和T2 的導通狀態，在Tl導通時，電路產生正向電流，交流LED的加發光工作，電路工作狀態與圖 6中電流為正時情況完全相同；在T1J2均不導通時，交流LED與電源斷開，電流幅值為0，2a 和2b都不工作，整個交流LED的光輸出為0 ；在T2導通時，電路產生反向電流，交流LED的 2b發光工作，電路工作狀態與圖6中電流為負時情況完全相同；在整個驅動周期中，在電流 不為0時，交流LED有光輸出，且光輸出恆定，在電流為0時，交流LED的無光輸出，因而只 要改變電流為0階段的時間長短，即調節電流的佔空比，即可調節整個周期內LED的光輸出 量，從而調節LED的亮度。在整個調節過程中，LED工作時電流幅值保持不變，從而峰值波 長基本不發生漂移，LED色溫穩定，調光性能好。上述兩種驅動情況，正向電流的寬度和反向電流的寬度可以相等，也可以不相等， 但為了保持交流LED的散熱均勻性，優選寬度相等情形。
權利要求1.一種可調光的交流LED燈，包括交流LED燈，其特徵在於還包括方波電流發生電路， 方波電流發生電路與交流LED燈的兩輸入端連接。
2.根據權利要求1所述的可調光的交流LED燈，其特徵在於所述交流LED等效成並聯 在一起的兩串LED，且兩串LED的極性相反。
3.根據權利要求1所述的可調光的交流LED燈，其特徵在於所述方波電流發生電路包 括兩個輸出電流大小一致、方向相反的直流恆流電路，兩個直流恆流電路各自通過一個可 控開關與交流LED燈的輸入端連接。
專利摘要本實用新型提供了一種可調光的交流LED燈，包括交流LED燈和方波電流發生電路，方波電流發生電路與交流LED燈的兩輸入端連接。所述交流LED等效成並聯在一起的兩串LED，且兩串LED的極性相反。本實用新型的交流LED交替工作，改善了單串LED的散熱性能；在單串LED導通時流過恆定的電流，確保LED發光穩定，保證了LED的長壽命；採用電流驅動，交流LED利用率高；調節控制方波電流發生電路輸出電流的佔空比，可調節LED的光輸出量，同時由於調光時電流幅值不改變，使得峰值波長基本不發生漂移，色溫穩定，調光性能好。
文檔編號H05B37/00GK201854468SQ20102058766
公開日2011年6月1日 申請日期2010年11月2日 優先權日2010年11月2日
發明者丘東元, 巢時斌, 張桂東, 張波, 張雪霽, 眭永明, 肖文勳 申請人:華南理工大學