專利名稱：一種發(fā)光二極管照明電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種照明電路，尤其是涉及一種發(fā)光二極管照明電路。
背景技術：
目前在照明領域普遍使用的發(fā)光設備主要有白熾燈、日光燈等。白熾燈由于發(fā)熱大，能耗高已在逐步被淘汰，而日光燈則有壽命短，結構較為復雜，因此使用成本較高的缺點。而發(fā)光二極管以其高效、節(jié)能、壽命長等優(yōu)點在照明領域中越來越受到重視。
一般使用發(fā)光二極管的驅動電路供電方案分為兩種情況一種是采用現(xiàn)成的直流穩(wěn)壓電源(例如電池、蓄電器等)直接給發(fā)光二極管供電；一種是采用普通交流電(例如交流220V的市電網(wǎng))來給發(fā)光二極管供電。兩種方案均涉及一個共同的技術問題使輸出電流符合發(fā)光二極管的工作條件，并且保持一定的穩(wěn)定性。對直流穩(wěn)壓供電方案，一般采用串聯(lián)限流電阻的方法來解決上述問題，此方案在目前大多數(shù)電子設備、儀器儀表中最常見。此方案的缺點在于限流電阻的功耗一般都大于發(fā)光二極管，增加了大量不必要的能耗，同時限流電阻發(fā)熱帶來的問題也會對其應用范圍產生限制。對普通交流供電方案，還要同時解決將其轉換為直流電的問題，一般有兩種方法一種是通過傳統(tǒng)的交流變壓、整流、串聯(lián)穩(wěn)壓等環(huán)節(jié)；一種是采用較先進的開關電源直接產生所需的直流穩(wěn)壓電源。前者因為使用了變壓器等裝置，具有成本高，能耗大等缺點，后者雖然具有低的能耗，但結構復雜，成本也是較高的。
并且，上述目前用于發(fā)光二極管的驅動電路方案多用于小功率的信號指示電路等方面。對用于日常照明的發(fā)光二極管電路方案，據(jù)申請人所知，尚鮮見公開和應用。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種與現(xiàn)有照明技術相比能耗低、結構簡單，成本低廉的可適用于交、直流電源的發(fā)光二極管照明電路。
為了解決上述技術問題，本發(fā)明的基本構思是將發(fā)光二極管陣列與恒流源電路相串聯(lián)。本發(fā)明中所述“發(fā)光二極管陣列”的含義為由一個或者一個以上串聯(lián)的發(fā)光二極管構成基本的列，一個這樣的基本的列或者一個以上這樣的基本的列相并聯(lián)構成發(fā)光二極管陣列。本發(fā)明電路可接直流電源也可接經簡單整流處理的交流電源。所述恒流源電路可以是任意實現(xiàn)恒流功能的電路結構。
作為優(yōu)選方案，本發(fā)明提供了兩種恒流源電路的實施方案。方案一一個用作驅動電流調整管的三極管，其集電極為恒流輸出端，其基極串聯(lián)一個穩(wěn)壓二極管后與發(fā)射極串聯(lián)一個限流反饋電阻后并聯(lián)作為外接電源端，其基極串聯(lián)一個基極偏置電阻后作為基極偏置電壓輸入端。所述恒流輸出端與發(fā)光二極管陣列串聯(lián)后接電源輸出口的一端，所述外接電源端接電源輸出口的另一端，所述基極偏置電壓輸入端可外接電壓輸入也可接在發(fā)光二極管陣列中任意一列的任意兩個相鄰的發(fā)光二極管之間。方案二將方案一中的穩(wěn)壓二極管用一個或一個以上的相互串聯(lián)的二極管代替。
本發(fā)明還提供了兩種可直接交流電源的整流電路的實施方案。方案一由晶體二極管組成整流橋，整流橋不相鄰的一對連接點為輸入口的兩端，分別接交流電源的兩端，另一對連接點為輸出口的兩端。方案二在方案一的整流橋輸出口兩端之間再連接一個電容。
由于本發(fā)明的基本結構是將發(fā)光二極管陣列與恒流源電路串聯(lián)，其有益的技術效果在于1)使得能夠產生足夠的亮度用于照明；2)，采用恒流源，保證了發(fā)光二極管工作電流的相對穩(wěn)定性，延長了發(fā)光二極管的使用壽命；3)采用恒流源，降低了對電源穩(wěn)定性的要求一方面，在接直流電源時，無須使用高能耗的限流電阻，使本發(fā)明具有高效節(jié)能的優(yōu)點；另一方面，在直接交流電源時，可以采用上述兩種極為簡單的電源整流方案就能達到使發(fā)光二極管正常工作的目的，使交流接入特別是市電接入下的照明應用更加簡單和容易實現(xiàn)；4)可以用廉價的分立元件通過簡單的結構來實現(xiàn)恒流源電路與整流電路，使本發(fā)明具有結構簡單、成本低廉的優(yōu)點；5)由于半導體可靠性極高(在百萬小時以上)，使用壽命長(現(xiàn)有光源的10倍以上)，本發(fā)明應用前景廣闊，與現(xiàn)有照明解決方案相比具有十分顯著的優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明的基本電路；圖2是圖1中恒流源電路實施的一個優(yōu)選方案；圖3是圖1中恒流源電路實施的另一個優(yōu)選方案；圖4是圖1中電源實施的一個優(yōu)選方案；圖5是圖1中電源實施的另一個優(yōu)選方案；圖6是本發(fā)明電路在交流輸入下驅動單列發(fā)光二極管的照明應用實例；圖7是本發(fā)明電路在交流輸入下驅動并聯(lián)多列發(fā)光二極管的應用實例。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的詳細說明實施例一、一種發(fā)光二極管照明電路，結合圖1、圖2和圖4，由若干個發(fā)光二極管LED組成的發(fā)光二極管陣列與恒流源電路Ic串聯(lián)構成本發(fā)明的基本電路，一個這樣的基本電路或者若干個這樣的基本電路并聯(lián)接在電源的兩端。本例中的Ic采用圖2中的結構一個用作驅動電流調整管的三極管T，其集電極為恒流輸出端，其基極串聯(lián)一個穩(wěn)壓二極管D后與發(fā)射極串聯(lián)一個限流反饋電阻Re后并聯(lián)作為外接電源端，其基極串聯(lián)一個基極偏置電阻Rb后作為基極偏置電壓輸入端。本例中的電源采用圖4中的結構由四只晶體二極管組成的整流橋Q，整流橋不相鄰的一對連接點為輸入口的兩端，分別接交流電源AC的兩端，另一對連接點為輸出口的兩端。所述恒流輸出端與發(fā)光二極管陣列串聯(lián)后接電源輸出口的一端，所述外接電源端接電源輸出口的另一端，所述基極偏置電壓輸入端接在發(fā)光二極管陣列中任意一列的任意兩個相鄰的發(fā)光二極管之間。
實施例二、另一種發(fā)光二極管照明電路，結合圖1、圖3和圖5，將實施例1中的恒流源電路和電源分別用圖3和圖5中的結構來替換。即，將實施例1中的D用兩個相互串聯(lián)的二極管D1和D2代替，在整流橋輸出口兩端之間再連接一個電容C，其他結構不變。
此外還可以結合圖1、圖3、圖4或圖1、圖2、圖5來得到新的實施例，不再贅述。對于上述不同恒流源和整流電路方案的選擇圖2的方案由于使用了穩(wěn)壓二極管，能夠提供十分穩(wěn)定的基準電壓，較圖3的方案有更好的恒流效果；圖3的方案由于使用普通二極管串接，可以選擇寬的基準電壓范圍，較圖2的方案有更低廉的成本和更大的控制范圍。圖5的方案由于使用了電容，較圖4的方案有更好的電壓整形效果，但圖4的方案也可以保證本發(fā)明基本目的的實現(xiàn)。
實施例三、又一種發(fā)光二極管照明電路，結合圖6，交流220V市電源AC接在由四只二極管組成的整流橋Q的不相鄰的一對連接點上，Q的另一對連接點之間接用于改善波形的電容C。n個高亮度白色發(fā)光二極管LED-i(1≤i≤n)串聯(lián)成一列，一端接電容C的一端，另一端接三極管T的集電極，T的發(fā)射極串接一個限流反饋電阻Re后與T的基極串聯(lián)兩個二極管D1和D2后并聯(lián)接電容C未連接發(fā)光二極管列的一端，T的基極串聯(lián)一個基極偏置電阻Rb后接在發(fā)光二極管列中兩個相鄰的發(fā)光二極管之間。本例中組成Q的四只二極管的型號為IN4007，C為224P/400VDC，T為9014C，Re為2.4Ω，Rb為10KΩ，D1和D2分別為IN4007和IN5819。如前所述，本例中D1和D2串接的結構可以用一個穩(wěn)壓二極管來代替。
實施例四、又一種發(fā)光二極管照明電路，結合圖7，m列由n個發(fā)光二極管LED-j-i(1≤j≤m，1≤i≤n)串聯(lián)的列并聯(lián)在一起取代實施例1中的單列發(fā)光二極管。
此外，在實際應用中，還可以使用可變電壓的電路來代替穩(wěn)壓二極管或者與穩(wěn)壓二極管起相同作用的串聯(lián)二極管來提供基準電壓，以此實現(xiàn)發(fā)光二極管發(fā)光亮度的可變化控制。
本發(fā)明在照明工程，特別是由市電網(wǎng)供電的道路照明、家居照明、建筑照明、裝飾照明、舞臺燈光等方面，以及交通工具照明，例如列車照明、船舶照明、航空器照明等方面，有廣泛的應用價值。
權利要求
1.一種發(fā)光二極管照明電路，其特征是至少包括由發(fā)光二極管陣列和與之串聯(lián)的恒流源電路所構成的驅動電路。
2.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光二極管照明電路，其特征是還包括整流電路，整流電路的電壓輸出分別接發(fā)光二極管陣列的另一端和恒流源電路的另一端。
3.根據(jù)權利要求2所述的發(fā)光二極管照明電路，其特征是所述整流電路是由二極管組成的橋式整流電路。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的發(fā)光二極管照明電路，其特征是所述的恒流源電路包括一個用作驅動電流調整管的三極管，其發(fā)射極串聯(lián)一個限流反饋電阻后與基極串聯(lián)一個穩(wěn)壓二極管后并聯(lián)外接電源的一端，其集電極串聯(lián)發(fā)光二極管陣列后外接電源的另一端，其基極串聯(lián)一個基極偏置電阻后接在發(fā)光二極管陣列中任意一列的任意兩個相鄰的發(fā)光二極管之間。
5.根據(jù)權利要求4所述的發(fā)光二極管照明電路，其特征是所述的穩(wěn)壓二極管由一個或一個以上的二極管串聯(lián)后代替。
6.一種發(fā)光二極管照明電路，其特征是由發(fā)光二極管陣列和與之串聯(lián)的恒流源電路組成。
7.根據(jù)權利要求6所述的發(fā)光二極管照明電路，其特征是所述的恒流源電路包括一個用作驅動電流調整管的三極管，其發(fā)射極串聯(lián)一個限流反饋電阻后與基極串聯(lián)一個穩(wěn)壓二極管后并聯(lián)外接電源的一端，其集電極串聯(lián)發(fā)光二極管陣列后外接電源的另一端，其基極串聯(lián)一個基極偏置電阻后接在發(fā)光二極管陣列中任意一列的任意兩個相鄰的發(fā)光二極管之間。
8.一種發(fā)光二極管照明電路，其特征是由整流電路、發(fā)光二極管陣列和恒流源電路組成，發(fā)光二極管陣列的一端接恒流源電路的一端，整流電路的電壓輸出的一端接發(fā)光二極管陣列的另一端、整流電路的電壓輸出的另一端接恒流源電路的另一端。
9.根據(jù)權利要求8所述的發(fā)光二極管照明電路，其特征是所述整流電路是由二極管組成的橋式整流電路。
10.根據(jù)權利要求8或9所述的發(fā)光二極管照明電路，其特征是所述的恒流源電路包括一個用作驅動電流調整管的三極管，其發(fā)射極串聯(lián)一個限流反饋電阻后與基極串聯(lián)一個穩(wěn)壓二極管后并聯(lián)外接電源的一端，其集電極串聯(lián)發(fā)光二極管陣列后接電源的另一端，其基極串聯(lián)一個基極偏置電阻后接在發(fā)光二極管陣列中任意一列的任意兩個相鄰的發(fā)光二極管之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)光二極管照明電路。由發(fā)光二極管陣列和與之串聯(lián)的恒流源電路組成。通過恒流源的穩(wěn)流作用降低對電源穩(wěn)定性的要求，使得，在接直流電源時無須使用高能耗的限流電阻；在接交流電源時只需采用極為簡單的電源整流方案就能達到使發(fā)光二極管正常工作的目的，使交流接入特別是市電接入下的照明應用更加簡單和容易實現(xiàn)。本發(fā)明并提出了由分立元件構成的簡單易行的實現(xiàn)恒流與交流整流方案的電路。本發(fā)明電路以簡單的結構、低廉的成本以及低損耗在照明工程特別是市電照明中有廣泛應用價值。
文檔編號H05B37/00GK1722927SQ20041004026
公開日2006年1月18日 申請日期2004年7月15日 優(yōu)先權日2004年7月15日
發(fā)明者呂舟, 呂大明 申請人:呂大明