一種發(fā)光二極管斷路保護電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種發(fā)光二極管(LED)斷路保護電路。在LED串聯(lián)連接電路中，只要有一顆LED損壞而斷路，則整串LED不亮。本發(fā)明就是為解決這個問題的。其基本思路就是在每顆(或者每若干顆)LED旁路一個“電子開關(guān)”。當(dāng)LED正常時，電子開關(guān)處于“斷開”狀態(tài)，漏電流在微安量級，不影響LED的正常使用。當(dāng)某一顆LED損壞而斷路時，則對應(yīng)的電子開關(guān)處于“連通”狀態(tài)，消耗在電子開關(guān)上的電壓為～1.0eV，這樣不影響這一串LED中未損壞LED的正常使用。
【專利說明】一種發(fā)光二極管斷路保護電路
一、【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種串聯(lián)發(fā)光二極管的斷路保護電路，特別是由多個發(fā)光二極管組成串聯(lián)電路的斷路保護電路。
[0002]二、背景知識
[0003]發(fā)光二極管(LED)由于低功耗長壽命的特點得到廣泛的應(yīng)用。由于單顆LED功率小，往往需要多顆LED共同使用才能達(dá)到功率需求。LED串聯(lián)連接因能夠保證每顆LED電流一致，成為最常用的連接方式。但該方式也有嚴(yán)重的缺點，就是當(dāng)其中任何一顆LED損壞造成斷路，使得整串LED都不亮。本發(fā)明就解決了這個問題。
三、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為一種LED斷路保護電路。在LED串聯(lián)連接電路中，只要有任何一顆LED損壞而斷路，則整串LED不亮。本發(fā)明的基本思路就是在每顆(或者每若干顆)LED旁路一個“電子開關(guān)”。當(dāng)LED正常時，電子開關(guān)處于“斷開”狀態(tài)，漏電流在微安量級，不影響LED的正常使用。當(dāng)某一顆LED損壞而斷路時，則對應(yīng)的電子開關(guān)處于“連通”狀態(tài)，消耗在電子開關(guān)上的電壓為~1.0eV，這樣不影響這一串LED中未損壞LED的正常使用。
[0005]本發(fā)明中的電子開關(guān)，含有一個單向可控硅和一個齊納二極管(又稱“穩(wěn)壓二極管”)。其中單向可控硅的陽極(A)與LED的陽極(A)相連，單向可控硅的陰極⑷與LED的陰極(K)相連，齊納二極管的陰極(K)與單向可控硅的陽極(A)相連，齊納二極管的陽極(A)與單向可控硅的門控極(G)相連。
[0006]本發(fā)明中的齊納二極管的穩(wěn)壓電壓V略大于IiVci,其中Vtl為LED正常使用電壓，η為電子開關(guān)旁路的LED的個數(shù)。公式為:
[0007]V≥ n*V0+0.3(1)
[0008]以發(fā)藍(lán)光或白光的LED (以氮化鎵材料做成的LED)，正常使用電壓為~3.2V。如果每個LED旁路一個電子開關(guān)(n = 1)，則齊納二極管的的穩(wěn)壓電壓為3.5V以上；如果每2個LED旁路一個電子開關(guān)(n = 2)，則齊納二極管的的穩(wěn)壓電壓為6.7V以上。如果每3個LED旁路一個電子開關(guān)(n = 3)，則齊納二極管的的穩(wěn)壓電壓為9.9V以上。依此類推。
[0009]本發(fā)明的電子開關(guān)工作原理如下:
[0010]如圖1中，每個LED旁路一個電子開關(guān)(n = 1)。電子開關(guān)中的齊納二極管的穩(wěn)壓電壓為3.5V。由于LED正常工作電壓為3.2V左右，齊納二極管中沒有電流通過，因此單向可控硅不會導(dǎo)通處于斷開狀態(tài)，此時單向可控硅的漏電流在微安量級，不會影響LED的使用。如果某個LED損壞而斷路，則該LED兩端的電壓會升高，一旦超過齊納二極管的穩(wěn)壓電壓(3.5V)，齊納二極管就會有電流通過，觸發(fā)單向可控硅的門控極G，此時單向可控硅就會導(dǎo)通，導(dǎo)通時單向可控硅兩端電壓在1.0V左右。由于單向可控硅導(dǎo)通，即使由于某個LED損壞，也不會影響其它LED正常工作。
[0011]例如:在圖1中，如果Dl損壞而斷路，Dl兩端電壓升高，一旦超過Zl的穩(wěn)壓電壓(3.5V)，Zl就會有電流通過，觸發(fā)單向可控硅SI的門控極G，此時SI的Α、K就會導(dǎo)通，Α、K兩端電壓在1.0V左右。由于SI的A、K導(dǎo)通，即使由于Dl損壞，也不會影響其它LED (D2、D3、D4、D5、D6)的正常工作。
[0012]如圖2中，每兩個LED共用一個旁路電子開關(guān)。電子開關(guān)中的齊納二極管的穩(wěn)壓電壓為6.7V。由于LED正常工作電壓為3.2V左右，兩個LED正常工作電壓為6.4V左右，齊納二極管中沒有電流通過，因此單向可控硅不會導(dǎo)通處于斷開狀態(tài)，此時單向可控硅的漏電流在微安量級，不會影響LED的使用。如果某個LED損壞而斷路，則這兩個LED兩端的總電壓會升高，一旦超過齊納二極管的穩(wěn)壓電壓(6.7V)，齊納二極管就會有電流通過，觸發(fā)單向可控硅的門控極G，此時單向可控硅就會導(dǎo)通(A、K導(dǎo)通)，導(dǎo)通時單向可控硅兩端電壓在
1.0V左右。由于單向可控硅導(dǎo)通，即使由于某個LED損壞，也不會影響其它沒有與之共用旁路電子開關(guān)的LED正常工作。由于兩個LED共有一個旁路電子開關(guān)，因此這兩個LED中任何一個損壞，這個旁路電子開關(guān)就會連通，因此另一個LED也不亮了。
[0013]例如:在圖2中，如果Dl損壞而斷路，Dl兩端電壓升高，一旦超過Zl的穩(wěn)壓電壓(6.7V)，Zl就會有電流通過，觸發(fā)單向可控硅SI的門控極G，此時SI的A、K就會導(dǎo)通，A、K兩端電壓在1.0V左右。由于SI的A、K導(dǎo)通，即使由于Dl損壞，也不會影響沒有與之共用旁路電子開關(guān)的LED(D3、D4、D5、D6)的正常工作，但與之共用旁路電子開關(guān)的D2也不亮了。
[0014]如圖3中，Dl旁路一個電子開關(guān)，齊納二極管Zl的穩(wěn)壓電壓為3.5V。D2、D3共用一個旁路電子開關(guān)，齊納二極管Z2的穩(wěn)壓電壓為6.7V。D4、D5、D6共用一個旁路電子開關(guān)，齊納二極管Z3的穩(wěn)壓電壓為9.9V。
[0015]在圖3中:如果Dl損壞而斷路，則SI的么、1(連通，不影響02、03、04、05、06正常工作；如果D2、D3中任何一個損壞而斷路，則S2的A、K連通且另一個也不亮了，但不影響D1、D4、D5、D6正常工作；如果D4、D5、D6中任何一個損壞而斷路，則S3的A、K連通且另外兩個也不亮了，但不影響Dl、D2、D3正常工作。
四、【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明第一實施例的示意圖(直流恒流電源未畫出)。
[0017]圖2是本發(fā)明第二實施例的示意圖(直流恒流電源未畫出)。
[0018]圖3是本發(fā)明第三實施例的示意圖(直流恒流電源未畫出)。
五、【具體實施方式】
[0019]圖1是本發(fā)明第一實施例的示意圖。有6個LED串聯(lián)連接，每個LED都旁路一個電子開關(guān)，每個電子開關(guān)由一個單向可控硅和一個齊納二極管組成。LED的正常使用電壓為
3.2V左右，齊納二極管的的穩(wěn)壓電壓為3.5V。單向可控硅的陽極(A)與LED的陽極(A)相連，單向可控硅的陰極(K)與LED的陰極(K)相連，齊納二極管的陰極(K)與單向可控硅的陽極㈧相連，齊納二極管的陽極㈧與單向可控硅的門控極(G)相連。
[0020]由于LED正常工作電壓為3.2V左右，而齊納二極管的穩(wěn)壓電壓為3.5V，齊納二極管中沒有電流通過，因此單向可控硅不會導(dǎo)通處于斷開狀態(tài)，此時單向可控硅的漏電流在微安量級，不會影響LED的使用。如果某個LED損壞而斷路，則該LED兩端的電壓會升高，一旦超過齊納二極管的穩(wěn)壓電壓(3.5V)，齊納二極管就會有電流通過，觸發(fā)單向可控硅的門控極G，此時單向可控硅就會導(dǎo)通(A、K連通)，導(dǎo)通時單向可控硅兩端電壓在1.0V左右。由于單向可控硅導(dǎo)通，即使由于某個LED損壞，也不會影響這一串其它LED正常工作。
[0021]例如:在圖1中，如果Dl損壞而斷路，Dl兩端電壓升高，一旦超過Zl的穩(wěn)壓電壓(3.5V)，Zl就會有電流通過，觸發(fā)單向可控硅SI的門控極G，此時SI的A、K就會導(dǎo)通，A、K兩端電壓在1.0V左右。由于SI的A、K導(dǎo)通，即使由于Dl損壞，也不會影響其它LED (D2、D3、D4、D5、D6)的正常工作。
[0022]圖2是本發(fā)明第二實施例的示意圖。有6個LED串聯(lián)連接，每2個LED共用一個旁路電子開關(guān)，每個電子開關(guān)由一個單向可控硅和一個齊納二極管組成。LED的正常使用電壓為3.2V左右，兩個LED的正常使用電壓為6.4V左右，齊納二極管的的穩(wěn)壓電壓為6.7V。單向可控硅的陽極(A)與LED的陽極(A)相連，單向可控硅的陰極⑷與LED的陰極(K)相連，齊納二極管的陰極(K)與單向可控硅的陽極(A)相連，齊納二極管的陽極(A)與單向可控硅的門控極(G)相連。
[0023]由于LED正常工作電壓為3.2V左右，兩個LED的正常使用電壓為6.4V左右，而齊納二極管的穩(wěn)壓電壓為6.7V，齊納二極管中沒有電流通過，因此單向可控硅不會導(dǎo)通處于斷開狀態(tài)，此時單向可控硅的漏電流在微安量級，不會影響LED的使用。如果某個LED損壞而斷路，則該LED兩端的電壓會升高，一旦超過齊納二極管的穩(wěn)壓電壓(6.7V)，齊納二極管就會有電流通過，觸發(fā)單向可控硅的門控極G，此時單向可控硅就會導(dǎo)通(么、1(導(dǎo)通)，導(dǎo)通時單向可控硅兩端電壓在1.0V左右。由于單向可控硅導(dǎo)通，即使由于某個LED損壞，也不會影響沒有與之共用旁路電子開關(guān)的LED正常工作。由于兩個LED共用一個旁路電子開關(guān)，因此這兩個LED中任何一個損壞，這個旁路電子開關(guān)就會連通，因此另一個LED也不亮了。
[0024]例如:在圖2中，如果Dl損壞而斷路，Dl兩端電壓升高，一旦超過Zl的穩(wěn)壓電壓(6.7V)，Zl就會有電流通過，觸發(fā)單向可控硅SI的門控極G，此時SI的A、K就會導(dǎo)通，A、K兩端電壓在1.0V左右。由于SI的A、K導(dǎo)通，即使由于Dl損壞，也不會影響沒有與之共用旁路電子開關(guān)的LED(D3、D4、D5、D6)的正常工作，但與之共用旁路電子開關(guān)的D2也不亮了。
[0025]圖3是本發(fā)明第三實施例的示意圖。有6個LED串聯(lián)連接，第一個LED旁路一個電子開關(guān)，第二和第三個LED (共2個LED)共用一個電子開關(guān)，第四、第五、第六個LED (共3個LED)共用一個電子開關(guān)。每個電子開關(guān)由一個單向可控硅和一個齊納二極管組成。LED的正常使用電壓為3.2V左右，兩個LED的正常使用電壓為6.4V左右，三個LED的正常使用電壓為9.6V左右。此時齊納二極管的的穩(wěn)壓電壓為分別為:Z1為3.5V，Z2為6.7V，Z3為
9.9V。
[0026]在LED正常使用下，LED兩端的電壓小于齊納二極管的穩(wěn)壓電壓，齊納二極管中沒有電流通過，因此單向可控硅不會導(dǎo)通處于斷開狀態(tài)，此時單向可控硅的漏電流在微安量級，不會影響LED的使用。如果某個LED損壞而斷路，則該LED兩端的電壓會升高，一旦超過齊納二極管的穩(wěn)壓電壓，齊納二極管就會有電流通過，觸發(fā)單向可控硅的門控極G，此時單向可控硅就會導(dǎo)通，導(dǎo)通時單向可控硅兩端電壓在1.0V左右。由于單向可控硅導(dǎo)通，即使由于某個LED損壞，也不會影響沒有與之共用旁路電子開關(guān)的LED正常工作。由于兩個(或三個)LED共有一個旁路電子開關(guān)，因此這兩個(或三個)LED中任何一個損壞，這個旁路電子開關(guān)就會連通，因此另一個(或另兩個)LED也不亮了。[0027]在圖3中:如果Dl損壞而斷路，則SI的么、1(連通，不影響02、03、04、05、06正常工作；如果D2、D3中任何一個損壞而斷路，則S2的A、K連通且另一個也不亮了，但不影響D1、D4、D5、D6正常工作；如果D4、D5、D6中任何一個損壞而斷路，則S3的A、K連通且另外兩個也不亮了，但不影響D1、D2、D3正常工作。
【權(quán)利要求】
1.一種LED斷路保護電路，其特征在于:在LED串聯(lián)連接電路上，在每顆或者每若干顆LED旁路一個“電子開關(guān)”，當(dāng)LED正常時，電子開關(guān)處于“斷開”狀態(tài)，漏電流在微安量級，不影響LED的正常使用；當(dāng)某一顆LED損壞而斷路時，則對應(yīng)的電子開關(guān)處于“連通”狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求書I所述的LED斷路保護電路，其特征在于，所述的電子開關(guān)含有一個單向可控硅和一個齊納二極管，其中單向可控硅的陽極與LED的陽極相連，單向可控硅的陰極與LED的陰極相連，齊納二極管的陰極與單向可控硅的陽極相連，齊納二極管的陽極與單向可控硅的門控極相連。
3.如權(quán)利要求書2所述的LED斷路保護電路，其特征在于:所述的齊納二極管的穩(wěn)壓電壓V略大于IiVtl，其中Vtl為LED正常使用的電壓，η為電子開關(guān)旁路的LED的個數(shù)。
【文檔編號】H05B37/02GK103826350SQ201210465901
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月19日
【發(fā)明者】劉祥林 申請人:劉祥林