專利名稱：包含有由多個短串連成長串的led燈串電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種發(fā)光二極管(LED)光源、控制和保護電路；特別涉及一種由交流電流驅(qū)動的LED光源、控制和保護電流。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管燈串(即LEDs)逐步成為了常用的發(fā)光源，舉一個例子，如由交流供電的被稱之為白色LEDs的短串。交流LED有時專指某些電路。如專利號為5，495，147、 6，830，358,7, 045，965,7, 138，770,7, 264，381 和 7，344，275 的各美國專利文獻中涉及到的交流LED電路，這些交流LED電路包含有平行反串型LED燈串。再如在專利號為 5，463，280和7，276，85的美國專利文獻中，涉及一種橋式整流LED燈串，還有在申請?zhí)枮?2007/0008721的美國專利文獻中公開了一種各交流LED燈并聯(lián)連接形成的燈串網(wǎng)，該燈串網(wǎng)可采用多方式形成。
圖1是現(xiàn)有交流LED燈串電路示意圖，該交流LED燈串電路既沒有交直流轉(zhuǎn)換器也沒有整流器。雖然電路也可接入直流電壓，但在輸入端1和2之間通常還是接入交流電源，例如，接入IlOV的交流電壓。如果輸入端1的電位高于輸入端2的電位，電流就由輸入端1經(jīng)限流電阻3、節(jié)點4、第一串串連的LED燈串5、節(jié)點6和限流電阻7，流入輸入端2 ； 而如果輸入端1的電位低于輸入端2的電位，電流的流向就反向，既由輸入端2依次經(jīng)過限流電阻7、節(jié)點6、第二串串連的LED燈串8、節(jié)點4后，流入輸入端1。
圖2是現(xiàn)有另一種交流LED電路示意圖。電路中采用了全波整流器9，在輸入端10 和11之間接入交流或直流電源，例如為IlOV交流電壓，在交流電壓的任意半周內(nèi)兩個LED 燈串12和13都會發(fā)光，但此電路需要額外增設(shè)全波整流器9。和圖1所示的電路一樣，此電路也設(shè)有限流電阻14和15來限制電流。
圖1和圖2所示的交流LED電路在應用時，為保證電路的穩(wěn)定性，需要對電路進行控制，使輸入的交流電源和LED燈串上的電壓降能夠匹配，同時電路中也可能需要增設(shè)圖中所示的限流電阻，以便當輸入電壓或者LED燈串兩端的電壓降變化時限制電路電流。設(shè)置限流電阻的弊端在于會有功率損耗，導致LED燈串電路的效率較低，而且會發(fā)熱嚴重。
在圖2所示的電路，接入IlOV交流電壓，如果限流電阻為625歐姆，IlOV電壓在 LED燈串上產(chǎn)生40毫安的電流，這樣LED燈串輸出4瓦功率，限流電阻消耗1瓦的功率，電路總計會有26%的功率損失。如果電路工作在220V電壓、20毫安電流情形下，限流電阻為 2. 5千歐姆，結(jié)果，LED燈串的功率也為4瓦，限流電阻的功率也是1瓦，電路總計也有的功率損失。由于限流電阻上的RMS電壓降近似為交流RMS電壓的沈％，如果接入的交流電壓增加10%，會導致LED燈串電流增加近40% (即10%/ %),進而會導致限流電阻的功率消耗增加70%以上，使電路發(fā)熱增加，功率損失增加近50%。同樣，如果交流電壓減少 10 %，可以看到LED燈串電路的電流下降36 %。
為了避免限流電阻上的功率損失，一種連接有電容的交流LEDs燈串電路被提出。 如在專利號為6，972，528和7，489，086的美國專利文獻中，公開了在平行反串型LED燈串電路中采用了用作高頻退耦的電容。這個電路的一個弊端就在于需要高精度的電容，另一個弊端在于電路要依賴電壓變化率(即dV/dt)的穩(wěn)定性，而且此電路一般也不能兼容可控硅調(diào)光器件。雖然這種電路能由高頻交流電壓源控制器所驅(qū)動，但如此又需要有用作高頻驅(qū)動器的復雜電路。
在專利號為6，577，072的美國專利文獻中，闡述了另一種實施方式，即采用包含開關(guān)的非單片集成電路，其開關(guān)和并接有儲能電容的LED燈串相連。當輸入電壓低于某一水平時，開關(guān)閉合，以便LED燈串由電容供電。由于放電后的電容需要通過開關(guān)進行再充電，因此這個電路也不是無功率損耗的。而且，LED燈串的光輸出也不能隨輸入電壓的變化而調(diào)節(jié)。
實用新型內(nèi)容一交流LED燈串電路包括整流器、集成電路和連續(xù)串接的LED構(gòu)成的燈串。這個電路接入交流電源，通過整流后提供給LED燈串。所述集成電路包含多個驅(qū)動開關(guān)，每個驅(qū)動開關(guān)的連接方式使得各自能獨立地且有選擇性地短路多串LED短串中相應的一串，多串 LED短串都是LED燈串的一部分。當LED燈串上的電壓增加，集成電路就控制這些驅(qū)動開關(guān)，以使有電流流過的LED數(shù)目增加；而當LED燈串上的電壓減少時，集成電路就控制這些驅(qū)動開關(guān)，以使有電流流過的LED數(shù)目減少。
本實用新型公開一種包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路，包括第一輸入端；用于接入交流電源；第二輸入端，用于接入交流電源，其中，在第一輸入端和第二輸入端之間有輸入電壓差；整流器，連接在第一輸入端和第二輸入端；包括至少一發(fā)光二極管(LEDs)的第一燈串；以及包括至少一 LEDs的第二燈串，其中，在第一時間段，第一電流流經(jīng)第一燈串，但不流經(jīng)第二燈串；在第二時間段，第二電流流經(jīng)第一燈串和第二燈串，且第一輸入端和第二輸入端之間的輸入電壓差在第二時間段比在第一時間段高。第一燈串包括至少兩個或兩個以上串接的LEDs。該LED燈串電路包括至少一 LEDs的第三燈串，其中， 在第一時間段或第二時間段，沒有電流流經(jīng)第三燈串，但在第三時間段，第三電流流經(jīng)第一燈串、第二燈串和第三燈串。第二燈串包含的LEDs的數(shù)量和第三燈串包含的LEDs的數(shù)量不同。第二燈串包含的LEDs的數(shù)量是第三燈串包含的LEDs的數(shù)量的兩倍。集成電路，用于控制流經(jīng)第二燈串的第二電流的流經(jīng)時間。包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路包括由第一燈串和第二燈串構(gòu)成的組合燈串，整流器將接入的輸入電壓差整流為瞬時線電壓，在所述瞬時線電壓存在的時間里，流經(jīng)所述組合燈串上的電流在所述組合燈串上產(chǎn)生的總的電壓降和所述瞬時線電壓是匹配的。在第二時間段，整流器將接入的輸入電壓差整流為瞬時線電壓，所述瞬時線電壓與第一燈串及第二燈串的總的電壓降是匹配的。所述包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路是由交流電源供電的燈具，所述交流電源包括 12乂、對110(^、11(^、和22(^交流電源。當所述輸入電壓差處于峰值時，最大電流流經(jīng)組合燈串中的全部串接的LEDs，串接的LEDs的數(shù)量與所述輸入電壓差的峰值成比例，該比例的范圍為從110/20至110/10，其中，所述組合燈串包括第一燈串和第二燈串。第一燈串、第二燈串和集成電路都處于印刷電路板上。該LED燈串電路包含有由多個短串連成長串的 LED燈串電路受可控硅調(diào)光器調(diào)控。第一燈串中的每一 LEDs都是白色LED。整流器將接入的輸入電壓差整流為瞬時線電壓，其中，瞬時線電壓有波谷，所述包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路還包括電容，用于當所述瞬時線電壓處在波谷時，向第一燈串提供補充電壓。
本實用新型同時公開一種包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路，包括整流器，用于將接入的交流電源整流為瞬時線電壓；包括至少一發(fā)光二極管(LEDs)的第一燈串，所述瞬時線電壓加載在第一燈串的輸入節(jié)點；包括至少一 LEDs的第二燈串；以及控制電路，在第一時間段，其控制第一電流流經(jīng)第一燈串、但不流經(jīng)第二燈串；在第二時間段，其控制第二電流流經(jīng)第一燈串和第二燈串，其中，瞬時線電壓在第二時間段比在第一時間段大。
更進一步地，該包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路包括由第一燈串和第二燈串構(gòu)成的組合燈串，所述瞬時線電壓和電流流經(jīng)組合燈串時所產(chǎn)生的總電壓降是匹配的。在第二時間段，第一燈串和第二燈串的總電壓降和所述瞬時線電壓是匹配的。包括至少一 LEDs的第三燈串，其中，在第一時間段或第二時間段，沒有電流流經(jīng)第三燈串，在第三時間段，控制電路控制第三電流流經(jīng)第一燈串、第二燈串和第三燈串。第二燈串包含的LEDs 的數(shù)量是第三燈串包含的LEDs的數(shù)量的兩倍。瞬時線電壓有波谷，所述包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路還包括電容，用于當所述瞬時線電壓處在波谷時，向第二燈串提供補充電壓。包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路包括串接的LEDs，當交流電源處在波峰時，第三電流流經(jīng)串接的LEDs，當交流電源為IlOv時，串接的LEDs的數(shù)量為10至 20 ；當交流電源為220v時，串接的LEDs的數(shù)量為80至100。包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路受可控硅調(diào)光器調(diào)控。包括至少一 LEDs的第一燈串，其中，整流后的線電壓加載在第一燈串的輸入節(jié)點；包括至少一 LEDs的第二燈串，其中，第二燈串和第一燈串串接；包括至少一 LEDs的第三燈串，其中，第三燈串和第二燈串串接；第一終端，連接在第二燈串的輸入節(jié)點，用于控制電流在第一時間段不流經(jīng)第二燈串，但在第二時間段和第三時間段流經(jīng)第二燈串；以及第二終端，連接在第三燈串的輸入節(jié)點，用于控制所述電流在第一時間段和第二時間段不流經(jīng)第三燈串，但在第三時間段流經(jīng)第三燈串，其中，第一燈串、 第二燈串、和第三燈串各自包含的LEDs的數(shù)量不同，且各自包含的LEDs都是白色LED。
本實用新型還公開一種包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路，包括至少一發(fā)光二極管(LEDs)的第一燈串，其中，整流后的線電壓加載在第一燈串的輸入節(jié)點；包括至少一 LEDs的第二燈串，其中，第二燈串和第一燈串串接；包括至少一發(fā)光二極管(LEDs) 的第三燈串，其中，第三燈串和第二燈串串接；第一終端，連接在第二燈串的輸入節(jié)點，用于控制電流在第一時間段不流經(jīng)第二燈串，但在第二時間段和第三時間段流經(jīng)第二燈串；以及第二終端，連接在第三燈串的輸入節(jié)點，用于控制所述電流在第一時間段和第二時間段不流經(jīng)第三燈串，但在第三時間段流經(jīng)第三燈串，其中，第一燈串、第二燈串、和第三燈串各自包含的LEDs的數(shù)量不同，且各自包含的LEDs都是白色LED。
在交流LED燈串電路中，對有電流流過的LED數(shù)目和LED燈串電流進行控制和調(diào)節(jié)，可以保證電路的高效、可靠、避免閃爍感，還能實現(xiàn)對電壓波動的調(diào)節(jié)、電源因素的校正、電路過壓保護、過流保護和過熱保護。本實用新型的電路架構(gòu)不需要電解電容而僅僅需要幾個簡單的相關(guān)構(gòu)件，就可構(gòu)成高功率的晶體管式的交流LED燈電路。不采用電解電容， 就可避免電解電容的故障、以及因電解電容的故障而帶來的相關(guān)電路可靠性降低的問題。 而且，電路構(gòu)件簡單，也可提高電路的可靠性，延長電路的平均壽命。和許多采用交直流轉(zhuǎn)換器的LED燈串電路相比較，本實用新型的交流LED燈串電路由于不需要高頻電壓轉(zhuǎn)換，故其電磁干擾(EMI)較小。
以下將對本實用新型的一些電路結(jié)構(gòu)和方法進行詳細描述。本部分的內(nèi)容并不用于限制本實用新型，本實用新型的保護范圍由權(quán)利要求書所確定。


各附圖用于闡述本實用新型的具體實施例，其中，附圖中相同的數(shù)字標號表示相同的部件。
圖1是現(xiàn)有不包含交直流轉(zhuǎn)換器或整流器的交流LED燈串電路的示意圖。
圖2是現(xiàn)有包含整流器的交流LED燈串電路的示意圖。
圖3是本實用新型的交流LED燈串電路的第一個實施例示意圖。
圖4是圖3的交流LED燈串電路的詳細結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是圖4中的集成電路52包含的控制器92的詳細結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是圖3和圖4所示的LED燈串電路在接入交流電源的電壓為IlOV時的運行波形圖。
圖7是圖3和圖4所示的LED燈串電路接入的交流電源的電壓比IlOV高10%時的電路運行示意圖。
圖8是圖3和圖4所示的LED燈串電路接入的交流電源的電壓比IlOV低30%時的電路運行示意圖。
圖9是當輸入電壓改變時圖3和圖4所示的交流LED燈串電路50的LED燈串功率、輸入功率、效率和輸入功率因子的波形圖。
圖10中的一組波形圖表明了圖3和4中的交流LED燈串電路50的反閃爍感。
圖11是包含圖4和5中的集成電路52的LED燈串電路模塊200的俯視圖。
圖12是由多個圖11所示的LED燈串模塊構(gòu)成的交流LED燈串電路示意圖。
圖13是本實用新型的交流LED燈串電路的第二個實施例示意圖。
圖14是圖13所示的交流LED燈串電路的詳細結(jié)構(gòu)示意圖。
圖15是采用圖13和14的電路形成的一交流LED燈串架構(gòu)示意圖。
圖16是本實用新型的交流LED燈串電路的第三個實施例示意圖。
圖17是圖16所示第三個實施例電路中的譯碼器616的電路示意圖。
圖18是圖17所示的可查詢R0M617運行圖表。
圖19是采用圖16-18所示的電路形成的交流LED燈串架構(gòu)700示意圖。
圖20是本實用新型的方法800的簡單流程圖。

具體實施方式
圖3是實施例一的交流LED燈串電路50的電路示意圖。交流LED燈串電路50包括全波整流器51、LED燈電路電壓自動調(diào)整集成電路(也被稱之為集成控制電路)52、和由連續(xù)串接的LED構(gòu)成的LED燈串。全波整流器51和圖示的電源輸入端53和M相連接。電源輸入端53和M可接交流或直流電壓。
LED長串具有第一端點55和第二端點56，兩端點之間依次包括57_62這7個LED 燈部分，這里所述的每一 LED燈部分都是一個LED短串。圖示各兩LED短串間的節(jié)點從技術(shù)意義上說都是指互連節(jié)點。圖3所示，LED長串的第二端點56經(jīng)由連接線63連接到集成控制電路52的CSP引腳64 ；LED長串中的互接節(jié)點65經(jīng)由連接線66連接到集成控制電路52的LO引腳67 ；LED長串中的互接節(jié)點68經(jīng)由連接線69連接到集成控制電路52的Ll引腳70 ；LED長串中的互接節(jié)點71經(jīng)由連接線72連接到集成控制電路52的L2引腳73 ；LED 長串中的互接節(jié)點74經(jīng)由連接線75連接到集成控制電路52的L3引腳76 ；LED長串中的互接節(jié)點77經(jīng)由連接線78連接到集成控制電路52的L4引腳79 ；LED長串的第一端點55 經(jīng)由連接線80連接到集成控制電路52的L5引腳81。
交流LED燈串電路50由電源輸入端53和M之間接入的交流或直流電源供電，所接入的交流電源例如可以是幅度為Iiov的60赫茲的正弦波。這個交流正弦波被全波整流器51整流后加載在集成控制電路52的L5引腳81和VSS引腳82。標號80表示從整流器 51到L5引腳81和LED長串第一端點55間的連接線。正常運行時，集成電路52控制電流流過LED長串中被選擇出的LED短串，然后再從集成電路52的VSS引腳82輸出后，回至整流器51。集成電路52選擇性地短路部分被選擇出的LED短串而連通另一些被選擇出的 LED短串，通過改變有電流流過的LED長串中的LED數(shù)目，來調(diào)節(jié)LED燈串的電流和電壓。 例如，在電源輸入端53和M之間接入的IlOV正弦交流電源，其電壓幅度在一個周期內(nèi)有0 到360度的相位變化。在波形零點時刻，連接線80上的被整流的交流電壓由最小值開始正向增加或負向減小。連接線80上的電壓在相位為0到90度的范圍內(nèi)是增加的。在第一個90度相位范圍，有電流流過的LED數(shù)目增加，以便LED燈串的電壓降能與整流后的瞬時電壓匹配。接下來，在相位為90度到180度的范圍，有電流流過的LED數(shù)目減少，以便LED 燈串上的電壓降能與整流后的逐漸減小的瞬時電壓匹配。將LED燈串上的電壓降變化(通過將第一端點陽至第二端點56之間的任意LED短串短路來調(diào)節(jié))跟隨連接線80上加載的經(jīng)整流后的電壓的增加或減少的變化，可以獲得很好的電路效率。交流LED燈串電路50 的平均功率近似等于流過最小的LED短串的電壓降和輸入電壓比值的一半。
圖4是圖3中的交流LED燈串電路50包含的集成電路52的進一步細節(jié)示意圖。 除了引腳64，67，70，73，76，79和81外，集成電路52還包括驅(qū)動開關(guān)83-88、電源保護開關(guān) 89、電流感應電阻90、內(nèi)部電源供應電路91、控制電路92和譯碼器93。驅(qū)動開關(guān)83受控使CSP引腳64和LO引腳67連通，從而使LED短串57短路；驅(qū)動開關(guān)84受控使LO引腳67 和Ll引腳70連通，從而使LED短串58短路；驅(qū)動開關(guān)85受控使Ll引腳70和L2引腳73 連通，從而使LED短串59短路；驅(qū)動開關(guān)86受控使L2引腳73和L3引腳76連通，從而使 LED短串60短路；驅(qū)動開關(guān)87受控使L3引腳76和L4引腳79連通，從而使LED短串61短路；驅(qū)動開關(guān)88受控使L4引腳79和L5引腳81連通，從而使LED短串62短路；驅(qū)動開關(guān) 83-88各自都由控制器92和譯碼器93控制。內(nèi)部電源供應電路91產(chǎn)生一內(nèi)部VCC電壓 (圖中未示出)，并把這個內(nèi)部電壓提供給控制器92和譯碼器93以驅(qū)動這些電路模塊中的電路?？刂破?2提供一個6位的數(shù)字LED計數(shù)信號(LEDC0UNT)94至6位的總線95，LED 計數(shù)信號表示LED長串中有電流流過的LED燈的最佳數(shù)目，以便在預期的LED燈電路平均電流水平下，使LED長串的總的前向電壓降能跟隨連接線80上加載的經(jīng)整流的電壓變化。 流經(jīng)LED燈串的電流可由電流傳感電阻檢測出。譯碼器93將LED計數(shù)信號轉(zhuǎn)換為合適的門驅(qū)動信號以驅(qū)動驅(qū)動開關(guān)83-88，進而能使LED長串中所需數(shù)目的LED有電流流過。
正常情況下，保護開關(guān)89開啟時阻值最小，使LED燈串的電流能流回整流器51。 但是在大電流下，保護開關(guān)89的門電壓被調(diào)整以將電流限制在預先確定的水平。以下將進一步詳細描述各種不正常的運行狀況下，保護開關(guān)89受控開啟使得LED燈串無電流流過，從而避免LED燈串被損壞。
應用于1IOV交流電源的LED燈串電路大約包括40_50個連續(xù)串接的白色LED燈， 應用于220V交流電源的LED長串大約包括80-100個連續(xù)串接的白色LED燈。如圖所示， 這些LED先以N 2N 4N 8N 16N的比例被分成5個短串，最后一短串62包含剩余的P個LED燈，31N+P等于LED長串中總的LED數(shù)目。
圖5是圖4所示的控制器92的詳細結(jié)構(gòu)示意圖。LED計數(shù)信號(LEDC0UNT) 94由可逆計數(shù)器122輸出。當連接線80上加載的經(jīng)整流后的瞬時電壓低于重置門限電壓(即 PORT)，重置電壓電路96發(fā)出一重置信號97，重置信號97重置可逆計數(shù)器122至最大計數(shù)狀態(tài)。被重置至最大計數(shù)狀態(tài)的重置計數(shù)器122可以保證輸入電壓階越式變化(例如因可控硅調(diào)光器件的開啟所造成的輸入電壓階越式變化)時流經(jīng)LED燈串的電流被限制在一初始值。計數(shù)增加信號(UP) 98被設(shè)置為低電平。當經(jīng)過整流的瞬時電壓高于PORT門限電壓， 集成電路52進行第一次調(diào)整以找到與被整流后的電壓相匹配的LED計數(shù)初始值。為了實現(xiàn)這一點，可逆計數(shù)器122遞減式計數(shù)，直到電流傳感信號99表明流過LED燈串是合適的才停止計數(shù)。電流傳感信號99是電流傳感電阻90上的電壓降。
此外，計數(shù)增加信號98被設(shè)置為高電平時，電路就開始跟蹤輸入電壓的幅度包絡(luò)?？赡嬗嫈?shù)器122由片上時鐘發(fā)生器100產(chǎn)生的時鐘信號CLK控制，以確定的速率增加或減少計數(shù)。如果相位控制電路101檢測到整流后的輸入電壓在增加，則計數(shù)增加信號98 被置高電平，而如果相位控制電路檢測到整流后的輸入電壓在減少，計數(shù)增加信號98被置低電平。如果計數(shù)增加信號98為高電平(即整流后的輸入電壓在逐步增加)，而且一使能信號接入了可逆計數(shù)器122的使能輸入端(EN) 102，則可逆計數(shù)器122在時鐘信號CLK的下一個上升沿來臨開始遞增式計數(shù)。當比較器103檢測到電流傳感信號99超過電流傳感門限電壓104(CSTS)，輸出一使能信號，直到這個狀態(tài)不再存在，才終止輸出使能信號。當計數(shù)增加信號98為高電平，且有使能信號時，則在時鐘信號上升沿來臨，可逆計數(shù)器遞增式計數(shù)。增加的計數(shù)值使得更多的LED短串有電流流過。
另一方面，在比較器103檢測到電流傳感信號99比CSTS信號104與VHYST滯后電壓之差低的情況下，如果計數(shù)增加信號98為低電平，可逆計數(shù)器122在時鐘信號CLK的下一個上升沿來臨時遞減式計數(shù)，直到這個狀態(tài)不存在才停止計數(shù)。遞減計數(shù)使LED長串中的一些LED短串被短路。
一集成放大電路106包括一放大器107和一電容108。集成放大電路106線性地放大被分頻器109分頻的瞬時電壓信號99與由參考源110提供的VPAVG參考電壓之差。被放大的差信號在電容108上產(chǎn)生一誤差信號111。如果LED燈串平均電壓低于目標電壓，誤差信號111緩慢增大，如果LED燈串平均電壓高于目標電壓，誤差信號111減小。因而LED 燈串平均電壓被調(diào)整至=SCALE · VF · VPAVG/R90，其中，SCALE是個常數(shù)，由分頻器109和 LED短串中的LED燈數(shù)目來確定，R90是電流傳感電阻90的阻值。
為了調(diào)控電路，電路可包含一個標準的可控硅調(diào)光器件，VPAVG由可察知的調(diào)光器相位角來調(diào)節(jié)。在標準的可控硅調(diào)光電路中，可控硅可斷路交流輸入信號的一部分或經(jīng)整流的電壓信號的一部分，以便減小提供給發(fā)光負載的能量供應。圖5所示的電路中，相位控制電路101檢測斷路持續(xù)信號的相位，斷路持續(xù)信號的相位在這里是指調(diào)光器的調(diào)光相位角度。相位控制電路101調(diào)節(jié)VPAVG，以便調(diào)光相位角度越大，LED平均電壓越低。
輸入至比較器103的電流傳感門限信號104是被分頻器112分頻后的誤差信號 111，誤差信號111來自電容108。分頻器112由LED計數(shù)信號94控制。分頻器109和112 可采用階梯式電阻來實現(xiàn)，在被選出的階梯電阻上信號由模擬多路輸出裝置輸出，而模擬多路輸出裝置由分頻器控制信號控制。如果LED計數(shù)數(shù)值小，分頻器112以較小的值對誤差信號進行分頻，而如果LED計數(shù)數(shù)值大，分頻器112以較大的值對誤差信號111進行分頻。通過調(diào)整LED燈串瞬時電流，以便電流幅度能隨LED長串中的LED數(shù)目成一定比例變化。在交流信號的周期內(nèi)，LED燈串電路電流的相位根據(jù)LED燈串上的電壓降的相位來調(diào)整。因此，LED燈串電路的功率因子可調(diào)整至近似為1。
控制器92也會產(chǎn)生一保護門信號113 (NPROT)，用于控制保護開關(guān)89。在正常工作時，限流放大器114的輸出經(jīng)過緩沖器115后成為保護門信號113。當電流傳感信號99 比電壓源116設(shè)置的VILIM門限電壓低，限流放大器114驅(qū)動NPROT 113為高電平，進而開啟保護開關(guān)89。當電流傳感信號99接近VILIM門限值，那么NPROT信號113幅度減小以限制流經(jīng)保護開關(guān)89的電流，由此使電流傳感信號99被調(diào)整近似至VILIM。結(jié)果，流過LED 燈串的電流被限制。LED燈串電流的限制幅度由VILIM的值/R90來確定。而且，保護開關(guān) 89也用作過熱保護。當過熱保護電路117感測到與之相連的連接點的溫度達到預設(shè)的溫度門限，過熱保護電路117通過二極管119拉低節(jié)點118的電壓。節(jié)點118的電壓被拉低，使得LED電流減小。過壓保護時，當被整流后的瞬時電壓超過最大門限值時，內(nèi)部電源供應電路91發(fā)出過壓保護信號(OVP) 120。當有OVP信號后，限流放大器114不運行，保護門信號 113為低電平，保護開關(guān)89斷開。
重置電路電源供應模塊96可以偵測到經(jīng)整流后的瞬時輸入電壓比重置電路電源門限電壓(PORTV)低的情況。如果偵測到連接線80上經(jīng)整流后的瞬時輸入電壓比PORTV 低，電路96使重置信號97為高電平，進而重置可逆計數(shù)器122至最大計數(shù)值，同時，使LED 計數(shù)值置為0。此外，重置信號97為低電平，也會使限流放大器114的參考門限值變?yōu)楦偷腣ITRIAC電壓。VITRIAC由參考電壓源121設(shè)置。這會使得驅(qū)動開關(guān)83-89都閉合，保護開關(guān)89也閉合，由此，調(diào)節(jié)LED燈串電流至較低的限流值，作為可控硅調(diào)光觸發(fā)電流和重置電流?？煽毓枵{(diào)光電流由VITRIAC/R90確定。可控硅元件需要一小的啟動電流。因此， 當被重置電路電源供應單元96偵測到被整流后的瞬時輸入電壓低于PORTV門限值，集成電路52使一小電流流過LED燈串，此小電流超過維持可控硅元件工作所需電流?？煽毓柙乃璧木S持電流的典型值為15微安。即使在瞬時輸入電壓較低時，保持的小電流會消除 LED燈電路的光輸出。
如果開關(guān)燈的頻率足夠低時，人眼常會感知到不太舒服的燈源閃爍感。為了避免交流LED燈50出現(xiàn)閃爍感，LED開關(guān)電流頻率被調(diào)整至100赫茲或以上。為了實現(xiàn)這一點， LED設(shè)計成在輸入電壓大半周期內(nèi)發(fā)光。當輸入電壓到達峰值時，LED電流被縮減至0或近似為0。這樣，LED發(fā)光頻率被調(diào)整為輸入電壓頻率的4倍，即輸入電壓頻率為50赫茲，LED 發(fā)光頻率就為200赫茲，若輸入電壓頻率為60赫茲，LED發(fā)光頻率就為240赫茲。舉一個例子，使OVP門限值低于經(jīng)整流后的輸入電壓峰值，如此可以使LED燈的開關(guān)頻率達到輸入電壓頻率的4倍，從而可以防止閃爍感。
圖6、7和8是分別是當輸入的交流電壓在110V、比1IOV高10%、及比1IOV低30% 時圖3和4的交流LED燈串電路50運行波形圖。在一個例示性電路中，LED短串57，58，59，60，61，和62分別包含1個、2個、4個、8個、16個和18個LED燈(即N = 1)。電流傳感電阻90的電阻約為43. 3歐姆，電阻90的電壓降較小(例如，低于1伏特)，電阻90上的功率損耗也較小。在LED功率被調(diào)節(jié)到5瓦后，即使輸入電壓從77V變化到143V，這個功率值也不會改變。
圖6中上方標記有“整流輸入(V)(即RECTIFIED INPUT)，，的波形圖表示圖3中的連接線80上經(jīng)整流后的輸入電壓。接下來標記有“有電流的LED數(shù)目(即ACTIVE LED COUNT) ”的波形圖表示LED長串中的LED燈的數(shù)目怎樣跟隨LED燈串電流的變化而變化。 雖然CLK信號在圖6中未示出，但LED計數(shù)僅僅在CLK的上升沿來臨時才開始計數(shù)。此外， 圖中經(jīng)整流的輸入電壓變化緩慢時，例如，在圖6所示的整流后正弦波形的頂點，LED計數(shù)的速率比整流后的輸入電壓快速變化時的計數(shù)速率要低。在標記有有電流的LED燈數(shù)目的波形圖中，顯示了在輸入電壓非常低的時間段內(nèi)，LED計數(shù)值為0(或非常小的值以確保可控硅的重置電流)。在這些時間段內(nèi)，電路被前述的重置信號97重置。圖6中的第3個標記了 “輸入電流(mA)(即INPUT⑶RRENT) ”的波形圖顯示，在整流電壓逐步增加的時間段內(nèi)，輸入電流為一系列鋸齒波。每一鋸齒波緩慢上升段部分表示加載在固定數(shù)目的LED燈上的整流后電壓逐步增加時LED長串電流相應增加。當電流傳感器90感測到LED燈串電流超過了電流傳感門限信號104，比較器103使能可逆計數(shù)器122，使可逆計數(shù)器122在CLK 下一個上升沿來臨時增加式計數(shù)。計數(shù)的增加使LED長串中更多的LED燈有電流流過，如此會導致LED燈串電流急劇減小。急劇減小的電流顯示在圖中為急劇下降的波形。
在整流后輸入電壓減小的時間段內(nèi)的鋸齒波形和整流后輸入電壓增加的時間段內(nèi)的鋸齒波形是反轉(zhuǎn)的。這個反轉(zhuǎn)的鋸齒波在整流后輸入電壓減小的時間段內(nèi)包含一個輸入電流更為緩慢的減小部分。輸入電流的減小是由于加載在LED長串中固定數(shù)目LED上的整流電壓在逐步下降而引起的。當電流低于電流傳感門限信號104，比較器103使能計數(shù)器122，使計數(shù)器122減小式計數(shù)，進而導致LED長串中有電流流過的LED燈數(shù)目減少。如此，LED燈串電流幾乎垂直式急劇增加，這個急劇增加的電流在反轉(zhuǎn)的鋸齒波形的尾端表現(xiàn)為急劇上升部分。
圖9是輸入的交流電壓(AC LINE VOLTAGE)從80變化至140V時LED功率(LED POWER)、燈串電路輸入功率(INPUT POWER)、效率(EFFICIENCY)禾Π圖3禾Π 4中所示的交流 LED燈電路50的輸入功率因子(POWER FACTOR)示意圖。由圖可見，光輸出(即LED效率) 在電壓變化范圍內(nèi)得到很好地調(diào)節(jié)。由圖還可看出效率高達96% (包括由于整流器51引起的的功率損失)，優(yōu)于采用開關(guān)轉(zhuǎn)換或限流電阻的拓撲結(jié)構(gòu)。最后，由圖還可看到功率因子接近0. 97。
圖10是運行了反閃爍的交流LED燈串電路50的一系列波形圖。當啟動反閃爍后， 在OVP水平即剛剛低于整流后電壓峰值時，LED電流被切斷。例如，圖中顯示當整流后的輸入電壓(RECTIFIED INPUT)處于波峰時，標記有“輸入電流(INPUT⑶RRENT)”的圖中第 3段波形表明LED電流為0或接近0。但是在整流后輸入電壓最小時，有很小的LED電流。 在這組圖中，即使由電源輸入端53和M輸入的交流電源頻率是60赫茲，全部結(jié)果也表明 LED燈發(fā)光頻率為240赫茲。
圖11是LED燈串電路模塊200示意性俯視圖。LED燈串電路模塊200包括印刷電路板或基板(如具有金屬芯子印刷電路板201)、圖3和4所示的集成電路52、光學透鏡202、包含多個LED的裸片203。在裸片203上可設(shè)置49或98個LED，由于受到圖11尺寸的限制，全部的LED燈并未在圖11中全部示出，但是圖11中示出的各LED和圖4所示的各 LED是一樣的。光學透鏡202使發(fā)出的光朝向預期的方向。金屬芯印刷電路板201具有熱傳導性和絕緣性。在圖11所示的示例中，集成電路52是半導體裸片，其按照圖示與印刷電路板201和裸片203金屬連接?？蛇x擇的，集成電路52可由片上微型塊來實現(xiàn)，由此可使集成電路直接和印刷電路板201相連。模塊提供了一用于接入VIN(其為經(jīng)過整流器51 整流后的輸入電壓)的焊墊204，焊墊204通過連接線205、節(jié)點焊墊、和金屬連接線，連接到集成電路52的L5引腳81。模塊還設(shè)置了和地(即整流器51的VSQ相連的焊墊206。 焊墊206通過連接線207、節(jié)點焊墊、和金屬連接線連接到集成電路VSS引腳82。對于采用 IlOV的交流電源的實施例，裸片203上示出的每一個LED符號表示一個單個的LED燈，而對于采用220V交流電源的實施例，裸片203上示出的每一個LED符號表示兩個串聯(lián)的LED 燈。雖然示例中的各LED都設(shè)置在一個裸片上，但并不僅限于此。可以提供單個的LED，各單個LED的位置根據(jù)相鄰LED的位置和圖示的透鏡203位置來確定。
圖12是交流LED燈串電路300的示意圖。燈串電路300包括輸入端301和302、 二極管整流橋303和多個圖11所示的同樣模塊304-306。這些模塊如圖所示并聯(lián)連接。并聯(lián)連接的模塊數(shù)目不受限制。這種結(jié)構(gòu)能適用于多個光源中各自所包含的LED燈串電路模塊間距不同的情形。這種靈活結(jié)構(gòu)還能適用于多個光源中各自包含不同數(shù)目LED燈串模塊的情形。這種模塊化設(shè)計非常便利，可以減化燈具生產(chǎn)商的庫存清單，因為生產(chǎn)商只需要存儲一種類型的LED燈串模塊，就可以制作出不同的發(fā)光源。
圖13是第二個實施例的交流LED燈串電路400的示意圖。和圖3及4的電路結(jié)構(gòu)相比，這個實施例中的驅(qū)動開關(guān)數(shù)目有所減少，僅僅LED短串401，402，403，和404由驅(qū)動開關(guān)控制，剩余的LED燈形成LED短串405，LED短串405始終有電流流過。這個實施例結(jié)構(gòu)簡單，但效率稍微偏低。若電路采用IlOV的交流電源，LED短串401，402，403，和404分別包含2、4、8和16個LED燈(即N = 2)，而LED短串405大約有18個LED等(即M = 18)。 若采用220V的交流電源，LED短串401，402，403，和404分別包括4、8、16和32個LED燈 (即N = 4)，而LED短串405大約有36個LED燈(即M = 36)。為了降低閃爍感，電路采用了一個拉升電容406。電容406連接在節(jié)點407和集成電路409的CAP引腳408之間，這個拉升電容406充電后使節(jié)點407的電壓達到整流后的輸入電壓的峰值，然后當瞬時輸入電壓下降時，電容406斷開與節(jié)點407的連接，直到瞬時輸入電壓下降至電壓門限值，此時， 電容406重新與節(jié)點407連接向其供電。如此，當瞬時電壓在谷底時，能拉升節(jié)點407的電壓。
圖14是圖13所示的集成電路409的詳細結(jié)構(gòu)示意圖。集成電路409包括驅(qū)動開關(guān)410，411，412和413，分別用于控制LED短串401，402，403，和404以便使相應短串被短路。這些驅(qū)動開關(guān)由控制器414和譯碼器415控制，電源來自內(nèi)部電源供應電路416提供的電壓VCC?？刂破?14的運行與圖4所示的控制器92類似。譯碼器415將來自控制器 414的LED計數(shù)信號轉(zhuǎn)換為合適的驅(qū)動門信號驅(qū)動驅(qū)動開關(guān)410-413，以使得電流從相應數(shù)目的LED燈流過。除了驅(qū)動開關(guān)410-413外，還有一保護開關(guān)(即保護晶體管)417連接在 CSN引腳418和VSS引腳419之間，使LED電流在正常情況下能流通。拉升開關(guān)420用于控制拉升電容406充電至整流電壓的峰值、及在瞬時輸入電壓很低時控制電容406放電。當整流后的瞬時輸入電壓增加時，拉升開關(guān)420閉合，并在電壓達到峰值時斷開，而當LED計數(shù)值達到預設(shè)值，其會再次閉合。采用這種谷底拉升技術(shù)，燈發(fā)光頻率為電壓頻率的4倍 (即50赫茲的電壓頻率，發(fā)光頻率就為200赫茲，若60赫茲的電壓頻率，發(fā)光頻率就為240 赫茲)，因而可以降低閃爍感。
圖15是采用圖13和14所示電路的交流LED燈串結(jié)構(gòu)500示意圖。4個的 LED燈串電路501-504在印刷電路板505的邊角，都和中央的一個lxl6LED燈串電路506相連接。每個2x8LED燈串電路包括16個發(fā)光二極管，16個發(fā)光二極管分成相連的兩串，每串包括8個串接的LED燈，兩串中LED的走向相同。所有這些LED都放在光學透鏡的下方以形成聚焦光。圓環(huán)507-511表示光學透鏡。lxl6LED燈串506有16個串接的LED，也都放置在光學透鏡511下方以形成聚焦光線。2x8LED燈串群一起成為圖14所示的LED短串405 (18 個LED燈)和圖14中的LED短串404(16個串接的LED)。lxl6LED燈串506按2進制被分成包含2、4、和8個LED的3個短串。lxl6LED燈串506分別成為LED短串405(lxl6LED 燈串剩余的2個LED)、LED短串401、LED短串402、LED短串403。由于瞬時電壓周期性變化，LED短串401、LED短串402、和LED短串403中的各LED在一個工作周期內(nèi)，僅約半周內(nèi)發(fā)光，處于中央的lxl6LED燈串506的功率消耗與處于邊角的4個LED短串各自的功率消耗相同.因此，所有的LED短串(即501-504and 506)都可采用相同或類似的LED裸片。 集成電路409、電流傳感電阻421、整流器422、拉升電容406可由圖15中的數(shù)字標號來區(qū)分。圖13中的電源輸入端423和4M在圖15中也用相同的數(shù)字標記。圖13中的連接線 425-431在圖15中也用相同的數(shù)字標記。集成電路409可能是已封裝集成電路、片上微凸硅裸片、或者是通過金屬連線連接到印刷電路板505的硅裸片。
在另一個實施例中，各LED短串中的LED燈數(shù)目相同，驅(qū)動開關(guān)均衡地啟動LED短串，以便所有的LED短串的平均發(fā)光功率相同，這就可以使一個光源中LED燈被放置在不同的位置后，一個LED燈滅，而另一 LED亮時，也不會察覺到光亮度的變化。LED短串的數(shù)目可以在2至16之間，要在電路簡單和效率之間取得平衡，4、5和6是較佳選擇。
圖16是第三個實施例示意圖。交流LED燈串電路600包括電源輸入端601和 602、整流器603、集成電路604、五個LED短串605-609。集成電路604包含5個驅(qū)動開關(guān) 610-614，分別用于控制5個LED短串。每一 LED短串有相同數(shù)目(即N個)的LED燈，N 是整數(shù)。在這個實施例中，控制器615以和圖5所示的控制器92相同的方式運行。另一方面，譯碼器616均衡控制所有LED短串各自的功率消耗。
圖17是圖16所示的譯碼器616的詳細結(jié)構(gòu)示意圖?？刹樵冎蛔x存儲器(ROM)電路617接收3位的LED計數(shù)值，同時也接收3位SCATER信號618作為輸入信號。根據(jù)輸入的6位數(shù)值，可查詢只讀存儲器電路617輸出信號經(jīng)電平轉(zhuǎn)換電路619進行電平轉(zhuǎn)換成為 5位編碼NG0-NG4。電平轉(zhuǎn)換電路619按照5位編碼驅(qū)動驅(qū)動開關(guān)605-609。SCATTE信號 618由根據(jù)CLK信號計數(shù)的計數(shù)器620產(chǎn)生。計數(shù)器620在輸入電源電壓半周開始時根據(jù)重置信號加載第二個計數(shù)器621的計數(shù)值。兩個計數(shù)器620和621在計數(shù)到4后清0，如此循環(huán)。計數(shù)器621也根據(jù)重置信號計數(shù)。如此，SCATTER信號618有3位，其值范圍為0-4， 這個值在每一個CLK周期后就增加，每5個連續(xù)的電壓半周期有一個不同的起始值。
圖18是可查詢R0M617的運行圖表。對于每一個LED計數(shù)值，譯碼器616會使相應數(shù)目的LED燈有電流流過，但改變有電流流過LED數(shù)目實際是發(fā)生在CLK的時鐘周期。因此，在多個CLK時鐘周期內(nèi)，每一 LED短串的平均工作周期相同。為了保證在工作周期LED 的最大匹配，計數(shù)器621每5個連續(xù)的輸入電壓半周期提供一個不同的計數(shù)起始值，如此， 在整個5個連續(xù)的輸入電壓半周期不同LED短串之間的任何小的不匹配都可以消除。同樣， 由于最佳匹配，LED限制電流VILIM被設(shè)置后，在瞬時整流電壓高于N*VF時，LED電路的電流都保持不變。在這個實施例中，保護開關(guān)(即保護晶體管)622在電路正常時作為一電流源，控制器615偵測保護開關(guān)622的電壓，以便啟動可逆計數(shù)器計數(shù)。為了反閃爍感，保護開關(guān)622在整流后的瞬時輸入電壓峰值斷開，使LED燈串的發(fā)光頻率加倍。
圖19是交流LED燈串電路700的示意圖。交流LED燈串電路700包括圖16所示的集成電路604。在這個電路中，采用5串LED短串，每串有相同數(shù)目的LED燈。應用在 IlOV交流電源下時，每串LED短串約有10個串接的LED (即N = 10)，而對于220V交流電源，每串LED短串約有20個串接的LED(即N = 20)。應用于12V交流電源、5瓦功率下， 則每一 LED短串有1個1瓦的LED。應用于24V交流電源、5瓦功率下，則每一 LED短串有 2個1瓦且串接的LED。在燈串電路700中也設(shè)有集成電路604、電流傳感電阻623和整流器603，集成電路604可以是已封裝集成電路、片上微凸硅裸片、或是由金屬連接線連接至印刷電路板701上的硅裸片。圓環(huán)702-706表示透鏡。圖16所示的連接線624-631也在圖19中也以相同的標號示出。
圖20是本實用新型的方法800的流程圖。第一步(即步驟801)，輸入交流電源信號，以致在第一節(jié)點和第二節(jié)點之間出現(xiàn)不斷變化的電壓。在一個實施例中，60赫茲、IlOV 的交流電壓信號輸入到圖3和4所示的交流LED燈串電路50的電源輸入端53和M之間。 在LED長串第一端點55和第二端點56之間會有相應變化的電壓(即全波整流后的輸入電壓)。
第二步(即步驟80 ，在第一端點和第二端點之間有電流流過的LED燈數(shù)目受到控制，使得不斷變化的電壓幅度增加時，有電流流過的LED燈數(shù)目相應增加，電壓幅度降低時，有電流流過的LED燈數(shù)目相應減少。電壓幅度改變時，LED燈數(shù)目的變化可以有多個不同的非0值(例如，至少2個)。舉一個例子，即圖6中上方標記有“整流后輸入電壓 (RECTIFIED INPUT) ”的波形圖就顯示了一個不斷變化的電壓信號。在圖6中標記有“有電流流過的LED數(shù)目(ACTIVELED COUNT) ”的波形圖顯示了有電流流過的LED燈數(shù)目的相應增加與減少。
在第一個實施例的圖3和圖4中，驅(qū)動開關(guān)的尺寸在裸片上經(jīng)過優(yōu)化。在典型的芯片制造過程中，MOSFET管的電阻率與崩潰電壓近似成反比。如果金屬-氧化層-半導體場效應管(MOSFET)在裸片上的面積固定，驅(qū)動開關(guān)閉合時的電阻率按照一定比例接近其斷開時的額定崩潰電壓。由于功率開關(guān)的崩潰電壓要比LED短串的電壓降高，因而，較佳的就是采用高阻抗功率開關(guān)來驅(qū)動更多的LED燈。保護開關(guān)(即保護晶體管)89要能夠承受整流后的輸入電壓峰值。在第一個實施例的圖3和4中，應用于110V、功率為5瓦的情形， 保護開關(guān)89的阻值為48歐姆，額定電壓為200V，驅(qū)動開關(guān)88和87的阻值為48歐姆，額定電壓80V，驅(qū)動開關(guān)86的阻值M歐姆，額定電壓40V，驅(qū)動開關(guān)85的阻值12歐姆，額定電壓20V，驅(qū)動開關(guān)84的阻值6歐姆，額定電壓10V，驅(qū)動開關(guān)83的阻值3歐姆，額定電壓 5V。在第一個實施例的圖3和4中，應用在220V電壓、功率5瓦的情形，保護開關(guān)89的阻值為96歐姆，額定電壓為400V，驅(qū)動開關(guān)88和87的阻值為96歐姆，額定電壓160V，驅(qū)動開關(guān)86的阻值48歐姆，額定電壓80V，驅(qū)動開關(guān)85的阻值M歐姆，額定電壓40V，驅(qū)動開關(guān)84的阻值12歐姆，額定電壓20V，驅(qū)動開關(guān)83的阻值6歐姆，額定電壓10V。
在第三個實施例的圖16中，驅(qū)動開關(guān)的尺寸相同。應用在12V電壓、功率5瓦的情形，驅(qū)動開關(guān)閉合時的阻值近似為0.5歐姆，額定電壓5V。應用于MV電壓、功率5瓦的情形，每一驅(qū)動開關(guān)閉合時的阻值約為1歐姆，額定電壓為IOV0應用于110V、功率5瓦的情形，每一驅(qū)動開關(guān)閉合時的阻值約為5歐姆，額定電壓為50V。應用于220V、功率5瓦的情形，每一驅(qū)動開關(guān)閉合時的阻值約為10歐姆，額定電壓為100V。
上述描述的各實施例為方便起見，僅僅包含相對較少數(shù)目的必要構(gòu)件來構(gòu)成晶體管式的交流LED燈串電路。因此，LED燈串電路具有優(yōu)越的可靠性和較長的使用壽命。而且， 在第一和第三個交流LED燈串電路實施例中，不需要采用會降低電路可靠性的電解電容， 可以獲得更高的功率，消耗更少的能量。和諸多采用交直流轉(zhuǎn)換的LED燈串電路相比較，上述描述的本實用新型的交流LED燈串電路因不需要進行高頻轉(zhuǎn)換，使得其電磁干擾(EMI) 小。
此外，也可以不用采用具體控制電路來控制驅(qū)動開關(guān)，而是通過靈活地可編程微控制器來實現(xiàn)對驅(qū)動開關(guān)的控制。驅(qū)動開關(guān)、電流傳感電阻、和保護開關(guān)連同微控制器的剩余元件可以在某些集成電路上實現(xiàn)。可選的，驅(qū)動開關(guān)、電流傳感電阻、和保護開關(guān)也可外設(shè)于微控制集成電路。微控制器設(shè)有過零檢測比較器，用于檢測整流后輸入電壓信號的零相位。微控制器還包含有模數(shù)轉(zhuǎn)換器和一個與之連接的多路輸出器，用于檢測LED燈串的電壓降和電流傳感電阻上的電壓降的幅度。微控制器的定時器用于對所檢測到的事件和狀況進行定時，也用于定時和控制微控制器的某些輸出。在驅(qū)動開關(guān)外接的情形下，微控制器的輸入輸出端(I/O)用于驅(qū)動和控制驅(qū)動開關(guān)的柵極門，在驅(qū)動開關(guān)內(nèi)置的情形下，微控制器的輸入輸出端(I/O)連接到LED長串的各短串間的互連節(jié)點。微控制器也可能包括一專門的驅(qū)動門電路用于驅(qū)動外設(shè)的功率金屬-氧化層-半導體場效應管(MOSFETs)。微處理器通過編程來利用這些輸入電路、輸出電路和其他資源，以便執(zhí)行上述所描述的和圖4 所示的集成電路52相關(guān)的功能。
雖然以上例示性地描述了一些具體的實施例，但本實用新型的技術(shù)應用廣泛，并不僅僅限于上述所描述的各實施例的情形。各LED短串中所包含的LED數(shù)目可以和上述各實施例中所示不同。每個LED可以是同樣方向的任意個并接的LED，圖中任意一個LED符號都可指代多個并聯(lián)的LED。對于每一 LED短串所包含的串接的LED，都可以是以任意方式串并連接的LED網(wǎng)，當電流流過時，這個LED網(wǎng)所產(chǎn)生的電壓降與LED短串的電壓降相同。 此外，在整個LED燈串中各LED短串的連接順序也可變化.LED長串包含的短串部分也可不直接連接。LED長串中也可包含非LED部件。傳感電阻可能外設(shè)也可能內(nèi)置于集成電路上。 驅(qū)動開關(guān)可以是N型場效應管(即NFETs)，也可以是P型場效應管(即PFETs)，或者還可以是其它類型的開關(guān)。附加的外設(shè)組件如電容、瞬時干擾抑制器、限流電阻、和保險絲等都可能包含在上述電路中以提高電路的性能。在一些情形下，二極管橋式整流器也可以組合入集成電路，也可以用金屬-氧化層-半導體場效應管(MOSFETs)來取代以減小在12V或 24V的低電壓應用時的電壓降。因此，對上述所描述的各種技術(shù)特征的修正、調(diào)整、和組合， 都應認為是包含在本實用新型的權(quán)利要求保護范圍內(nèi)的。
權(quán)利要求1.一種包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路，其特征在于包括 第一輸入端；用于接入交流電源；第二輸入端，用于接入交流電源，其中，在第一輸入端和第二輸入端之間有輸入電壓差；整流器，連接在第一輸入端和第二輸入端； 包括至少一 LEDs的第一燈串；以及包括至少一 LEDs的第二燈串，其中，在第一時間段，第一電流流經(jīng)第一燈串，但不流經(jīng)第二燈串；在第二時間段，第二電流流經(jīng)第一燈串和第二燈串，且第一輸入端和第二輸入端之間的輸入電壓差在第二時間段比在第一時間段高。
2.如權(quán)利要求1所述的包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路，其特征在于第一燈串包括至少兩個或兩個以上串接的LEDs。
3.如權(quán)利要求1所述的包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路，其特征在于第一燈串和第二燈串串聯(lián)連接。
4.如權(quán)利要求1所述的包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路，其特征在于還包括包括至少一 LEDs的第三燈串，其中，在第一時間段或第二時間段，沒有電流流經(jīng)第三燈串，但在第三時間段，第三電流流經(jīng)第一燈串、第二燈串和第三燈串。
5.如權(quán)利要求4所述的包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路，其特征在于第二燈串包含的LEDs的數(shù)量和第三燈串包含的LEDs的數(shù)量不同。
6.如權(quán)利要求4所述的包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路，其特征在于第二燈串包含的LEDs的數(shù)量是第三燈串包含的LEDs的數(shù)量的兩倍。
7.如權(quán)利要求1所述的包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路，其特征在于還包括集成電路，用于控制流經(jīng)第二燈串的第二電流的流經(jīng)時間。
8.如權(quán)利要求1所述的包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路，其特征在于所述包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路包括由第一燈串和第二燈串構(gòu)成的組合燈串，整流器將接入的輸入電壓差整流為瞬時線電壓，在所述瞬時線電壓存在的時間里，流經(jīng)所述組合燈串上的電流在所述組合燈串上產(chǎn)生的總的電壓降和所述瞬時線電壓是匹配的。
9.如權(quán)利要求1所述的包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路，其特征在于在第二時間段，整流器將接入的輸入電壓差整流為瞬時線電壓，所述瞬時線電壓與第一燈串及第二燈串的總的電壓降是匹配的。
10.如權(quán)利要求9所述的包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路，其特征在于所述包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路是由交流電源供電的燈具，所述交流電源包括12v、24v、100v、110v、和 220v 交流電源。
11.如權(quán)利要求1所述的包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路，其特征在于當所述輸入電壓差處于峰值時，最大電流流經(jīng)組合燈串中的全部串接的LEDs，串接的LEDs的數(shù)量與所述輸入電壓差的峰值成比例，該比例的范圍為從110/20至110/10，其中，所述組合燈串包括第一燈串和第二燈串。
12.如權(quán)利要求7所述的包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路，其特征在于第一燈串、第二燈串和集成電路都處于印刷電路板上。
13.如權(quán)利要求1所述的包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路，其特征在于所述包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路受可控硅調(diào)光器調(diào)控。
14.如權(quán)利要求7所述的包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路，其特征在于 第一燈串中的每一 LEDs都是白色LED。
15.如權(quán)利要求1所述的包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路，其特征在于整流器將接入的輸入電壓差整流為瞬時線電壓，其中，瞬時線電壓有波谷，所述包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路還包括電容，用于當所述瞬時線電壓處在波谷時，向第一燈串提供補充電壓。
16.一種包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路，其特征在于包括整流器，用于將接入的交流電源整流為瞬時線電壓；包括至少一 LEDs的第一燈串，所述瞬時線電壓加載在第一燈串的輸入節(jié)點；包括至少一 LEDs的第二燈串；以及控制電路，在第一時間段，其控制第一電流流經(jīng)第一燈串、但不流經(jīng)第二燈串；在第二時間段，其控制第二電流流經(jīng)第一燈串和第二燈串，其中，瞬時線電壓在第二時間段比在第一時間段大。
17.如權(quán)利要求16所述的包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路，其特征在于 所述包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路包括由第一燈串和第二燈串構(gòu)成的組合燈串，所述瞬時線電壓和電流流經(jīng)組合燈串時所產(chǎn)生的總電壓降是匹配的。
18.如權(quán)利要求16所述的包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路，其特征在于 在第二時間段，第一燈串和第二燈串的總電壓降和所述瞬時線電壓是匹配的。
19.如權(quán)利要求16所述的包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路，其特征在于還包括包括至少一 LEDs的第三燈串，其中，在第一時間段或第二時間段，沒有電流流經(jīng)第三燈串，在第三時間段，控制電路控制第三電流流經(jīng)第一燈串、第二燈串和第三燈串。
20.如權(quán)利要求19所述的包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路，其特征在于 第二燈串包含的LEDs的數(shù)量是第三燈串包含的LEDs的數(shù)量的兩倍。
21.如權(quán)利要求16所述的包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路，其特征在于 所述瞬時線電壓有波谷，所述包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路還包括電容，用于當所述瞬時線電壓處在波谷時，向第二燈串提供補充電壓。
22.如權(quán)利要求16所述的包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路，其特征在于 所述包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路包括串接的LEDs，當交流電源處在波峰時，第三電流流經(jīng)串接的LEDs，當交流電源為IlOv時，串接的LEDs的數(shù)量為10至20 ；當交流電源為220v時，串接的LEDs的數(shù)量為80至100。
23.如權(quán)利要求16所述的包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路，其特征在于 所述包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路受可控硅調(diào)光器調(diào)控。
24.一種包含有由多個短串連成長串的LED燈串電路，其特征在于包括至少一 LEDs的第一燈串，其中，整流后的線電壓加載在第一燈串的輸入節(jié)點；包括至少一 LEDs的第二燈串，其中，第二燈串和第一燈串串接；包括至少一 LEDs的第三燈串，其中，第三燈串和第二燈串串接；第一終端，連接在第二燈串的輸入節(jié)點，用于控制電流在第一時間段不流經(jīng)第二燈串， 但在第二時間段和第三時間段流經(jīng)第二燈串；以及第二終端，連接在第三燈串的輸入節(jié)點，用于控制所述電流在第一時間段和第二時間段不流經(jīng)第三燈串，但在第三時間段流經(jīng)第三燈串，其中，第一燈串、第二燈串、和第三燈串各自包含的LEDs的數(shù)量不同，且各自包含的LEDs都是白色LED。
專利摘要本實用新型公開了一種裝置，包括第一輸入端；用于接入交流電源；第二輸入端，用于接入交流電源，其中，在第一輸入端和第二輸入端之間有輸入電壓差；整流器，連接在第一輸入端和第二輸入端；包括至少一發(fā)光二極管(LEDs)的第一燈串；以及包括至少一LEDs的第二燈串，其中，在第一時間段，第一電流流經(jīng)第一燈串，但不流經(jīng)第二燈串；在第二時間段，第二電流流經(jīng)第一燈串和第二燈串，且第一輸入端和第二輸入端之間的輸入電壓差在第二時間段比在第一時間段高。
文檔編號H05B37/02GK201995158SQ20102068668
公開日2011年9月28日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月19日
發(fā)明者黃樹良 申請人:技領(lǐng)半導體(上海)有限公司, 技領(lǐng)半導體股份有限公司