專利名稱：Led通電發(fā)光電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于照明或信息顯示的LED通電發(fā)光電路。
技術(shù)背景現(xiàn)有技術(shù)中，用于照明或信息顯示的LED通電發(fā)光電路是采用電源變換
器將100 240V、50 60HZ的市電電源仏變換成24V低壓電源供電LED負(fù)載，2008年3
月4日廣州國際展覽會上香港真明麗等參展商展出了 LED路燈及其他LED通電發(fā)光產(chǎn)品，
其供電于LED負(fù)載的工作電壓是12V、24V等低壓電源，中國LED?？?008年2 3月刊介
紹了電源變換器專用芯片NCP1216 ，使用電源變換器使LED通電發(fā)光電路產(chǎn)品的成本、耗電
及故障率都增加了。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的任務(wù)是提供一種直接使用市電電源仏供電LED負(fù)載的LED通 電發(fā)光電路，省去電源變換器使LED通電發(fā)光電路產(chǎn)品的成本、耗電及故障率都降低。
—種LED通電發(fā)光電路，包括電源、LED負(fù)載和電源開關(guān)，所述電源是世界現(xiàn)行的 100 240V、50 60HZ的市電電源仏，仏的零、相線是N端、L端；所述LED負(fù)載是該LED 通電發(fā)光電路(簡稱主電路)中的負(fù)載，LED通電發(fā)光用于照明或顯示信息應(yīng)用廣泛，不同 的應(yīng)用場合選用LED的型號、數(shù)量也不同，可用N只LED順向串聯(lián)連接組成一串N型單向 性LED負(fù)載，或取Y串N型單向性LED負(fù)載組成NY型單向性LED負(fù)載，或再用兩串N型單 向性LED負(fù)載互為反向并聯(lián)連接組成一串2N型雙向性LED負(fù)載，或用兩只LED互為反向并 聯(lián)連接組成雙向性對管然后取N對雙向性對管串聯(lián)連接組成一串2N型雙向性LED負(fù)載，或 取Y串2N型雙向性LED負(fù)載并聯(lián)連接組成2NY型雙向性LED負(fù)載，或還可靈活組成其他各 種類型的LED負(fù)載，上述所有類型的LED負(fù)載統(tǒng)稱為該LED通電發(fā)光電路的LED負(fù)載(5)， 由于每只LED的額定電壓UT和額定電流It等參數(shù)有寓散性即不一致性，基本上按NXUt > ^來選取N值，還要使每只LED實際承受的工作電壓和工作電流不超過該LED產(chǎn)品規(guī)定的 最大電壓許可值和最大電流許可值，LED的電壓、電流參數(shù)的額定值和許可值之間有較大的 余量，容易在電路調(diào)試時選取合理的N值；所述電源開關(guān)是開關(guān)大家族中的一成員，開關(guān)器 件從只有接通、關(guān)斷的功能的手動閘刀開關(guān)到電動的觸點開關(guān)器件如繼電器、接觸器、…… 到半導(dǎo)體電力電子開關(guān)器件如晶閘管、電力晶體管、電力場效應(yīng)管、……發(fā)展到電子電路與 開關(guān)器件組合的開關(guān)，除了具有接通、關(guān)斷功能外，不同的組合還有不同的附加功能，該LED 通電發(fā)光電路的電源開關(guān)是由含有電壓過零檢測器或移相觸發(fā)器的電子電路與開關(guān)器件 組合的過零型電源開關(guān)，由電子電路產(chǎn)生并控制脈沖信號(或驅(qū)動電壓)觸發(fā)(或驅(qū)動) 開關(guān)器件在電源仏電壓過零時導(dǎo)通接通主電路，接通主電路的瞬間LED負(fù)載(5)得到的電 壓^的瞬時值是0 25伏的低電壓， (1)輸入控制電路和過零型交流固態(tài)繼電器組合的過零型電源開關(guān)過零型交流 固態(tài)繼電器是有兩個輸入端A、 B及兩個輸出端C、 D的四端器件，不同生產(chǎn)廠家型號各異但 其內(nèi)部電路大同小異，有輸入電路是個LED、光電耦合電路、電壓過零檢測器電路、觸發(fā)電路 及雙向晶閘管等，在輸入端有控制信號即LED有正向觸發(fā)電流而發(fā)光的同時電壓過零檢測 器電路檢測到輸出端C、 D電源仏電壓過零時觸發(fā)電路產(chǎn)生合乎要求的觸發(fā)信號觸發(fā)雙向 晶閘管導(dǎo)通即C、D兩端相通，一種LED通電發(fā)光電路包括電源、LED負(fù)載和電源開關(guān)，所述 電源是世界現(xiàn)行的100 240V、5Q 60HZ的市電電源仏，仏的零、相線是N端、L端；所述LED負(fù)載是LED負(fù)載(5);所述電源開關(guān)是由輸入控制電路和過零型交流固態(tài)繼電器(1)組 合的過零型電源開關(guān)，LED負(fù)載(5)跨接于電源仏的L端和過零型交流固態(tài)繼電器(1)的 輸出端C，輸出端D接電源^的N端，限流電阻&與開關(guān)K串聯(lián)后跨接于過零型交流固態(tài) 繼電器(1)的輸入端A和直流電源的正端，輸入端B接直流電源的負(fù)端組成輸入控制電路， 開關(guān)K關(guān)斷時無輸入信號，過零型交流固態(tài)繼電器(1)的輸出端C、D不相通，開關(guān)K在時間 1\接通后過零型交流固態(tài)繼電器(1)的輸入端有輸入信號的同時電壓過零檢測器電路檢測 到輸出端C、 D的電源仏電壓過零時觸發(fā)電路產(chǎn)生合乎要求的觸發(fā)信號觸發(fā)雙向晶閘管導(dǎo) 通即輸出端C、D相連通接通主電路，LED負(fù)載(5)得到的電壓^是基本完好的正弦波，接通 主電路的瞬間LED負(fù)載(5)得到的電壓^的瞬時值是0 25伏稱為過零電壓，接通主電 路后^的瞬時值從0 25伏起跟隨電源^的正弦波電壓變化，在5ms的時間內(nèi)從0 25伏增大到約310伏(仏為220V、50HZ時)然后又在5ms的時間沿正弦波電壓下降，當(dāng)電 源^下降到流過LED負(fù)載(5)的電流也就是主電路的電流小于雙向晶閘管的維持電流時， 雙向晶閘管自行關(guān)斷，關(guān)斷主電路^ = 0完成第一個半波的歷程，UJ舜時值下降至零伏之 際就是電源仏的下一個電壓過零點到來之時，觸發(fā)電路又產(chǎn)生觸發(fā)信號，觸發(fā)雙向晶閘管 導(dǎo)通接通主電路，LED負(fù)載(5)得到的電壓^的瞬時值又從0 25伏起跟隨電源^正弦 波電壓變化完成第二個半波的歷程，一個接一個的半波歷程……結(jié)果是LED負(fù)載(5)得到 的電壓^是基本完好的正弦波，但不是數(shù)學(xué)意義上的完整的正弦波，接通主電路的瞬間LED 負(fù)載(5)得到的電壓^的瞬時值是0 25伏的低電壓不會損壞LED負(fù)載(5)這是關(guān)鍵， LED是極快的器件，其通電發(fā)光響應(yīng)時間小于0. lus，接通主電路后^的瞬時值升到310伏 的高電壓，對LED而言是在5ms的漫長時間慢慢地升到310伏，只要合理組合LED負(fù)載(5) 使每只LED實際承受的工作電壓和工作電流不超過LED產(chǎn)品規(guī)定的電壓許可值和電流許可 值就不會損壞LED負(fù)載(5)， (2)輸入控制電路、光電耦合器和雙向晶閘管組合的過零型電源開關(guān)摩托羅拉 公司生產(chǎn)的M0C30X X系列光電耦合器或稱光電隔離器集成電路是六腳器件，腳1、腳2是 輸入部分是個LED，腳6、腳4是輸出部分是帶有電壓過零檢測器電路的光敏雙向晶閘管，腳 3、腳5留空，輸入部分LED流過5 15mA的正向觸發(fā)電流時發(fā)射出紅外光，輸出部分的光 敏雙向晶閘管在受光照射的同時電壓過零檢測器電路檢測到輸出部分的電源電壓過零時 光敏雙向晶閘管才導(dǎo)通，即腳6、腳4相通，一種LED通電發(fā)光電路包括電源、LED負(fù)載和 電源開關(guān)，所述電源是世界現(xiàn)行的100 240V、50 60HZ的市電電源仏，仏的零、相線是N 端、L端；所述LED負(fù)載是LED負(fù)載(5);所述電源開關(guān)是由輸入控制電路、光電耦合器(2) 和雙向晶閘管VS及輔助電路組合的過零型電源開關(guān)，輔助電路包括限流電阻R2、防VS誤觸 發(fā)電阻R3，限流電阻Ri與開關(guān)K串聯(lián)后跨接于光電耦合器(2)的腳l和直流電源的正端， 腳2接直流電源的負(fù)端，組成輸入控制電路，電阻1 2跨接于光電耦合器(2)的腳6和電源 UJ勺L端，雙向晶閘管VS的主電極T2接電源UJ勺L端，LED負(fù)載(5)跨接于VS的主電極 1\和電源^的N端，VS的控制極G接光電耦合器(2)的腳4，電阻R3跨接于VS的控制極G 和主電極T"開關(guān)K關(guān)斷時，光電耦合器(2)輸入部分LED無正向觸發(fā)電流不發(fā)光，輸出部 分光敏雙向晶閘管無光照射不導(dǎo)通，開關(guān)K在時間^接通后，輸入部分LED有正向觸發(fā)電 流而發(fā)光，輸出部分光敏雙向晶閘管受光照射的同時輸出部分電源仏電壓過零時光敏雙向 晶閘管呈導(dǎo)通狀態(tài)即腳6與腳4相通，雙向晶閘管VS的主電極T2經(jīng)電阻1 2、腳6、腳4到門極G構(gòu)成觸發(fā)通路而觸發(fā)導(dǎo)通接通主電路，LED負(fù)載(5)得到的電壓^是基本完好的正弦 波，接通主電路的瞬間LED負(fù)載(5)得到的電壓^的瞬時值是0 25伏，
(3)分立元件組成的電壓過零檢測器電路、光電耦合器和雙向晶閘管組合的過零 型電源開關(guān)光電耦合器M0C3020 3是6腳器件，輸入部分腳1、腳2是個LED，輸出部分 腳4、腳6是光敏雙向晶閘管，腳3、腳5留空，輸入部分LED流過正向觸發(fā)電流時發(fā)光，輸出 部分光敏雙向晶閘管受光照射后呈導(dǎo)通狀態(tài)即腳4、腳6相通， 一種LED通電發(fā)光電路包括 電源、LED負(fù)載和電源開關(guān)，所述電源是世界現(xiàn)行的100 240V、50 60HZ的市電電源^， ^的零、相線是N端、L端；所述LED負(fù)載是LED負(fù)載(5);所述電源開關(guān)由分立元件組成的 電壓過零檢測器電路、光電耦合器(3)和雙向晶閘管VS組合的過零型電源開關(guān)，分立元件 二極管 VD4按橋式整流電路連接成A、 B、 C、 D四端，輸入端A、 B與220V、50HZ電源^ 相接，輸出端C、 D的電壓是每秒100個正半周的正弦波形的電壓U2，電阻&與3伏穩(wěn)壓管 VD5串聯(lián)(串接點是E)后跨接于C、D兩端，U2經(jīng)V VD5降壓削波后在串接點E得到幅值3 伏的近似梯形波電壓U3， E點與場效應(yīng)管VT的柵極G相接，電阻R2與開關(guān)K串聯(lián)后跨接于 VT的漏極D和直流電源的正端，直流電源的負(fù)端及VT的源極S均與作為電路地端的D端 相接，開關(guān)K關(guān)斷時VT無工作電源，漏極D的電位為零伏，開關(guān)K接通后，VT有工作電源， 梯形波電壓U3的平頂部分幅值為3V， VT導(dǎo)通漏極D的電位小于0. 5伏，而對應(yīng)于電源^電 壓過零時U3小于0. 6伏時VT截止，漏極D的電位為V。。，即漏極D的電位從小于0. 5伏升為 V。。，我們稱此時漏極D輸出檢零脈沖U4，上述二極管VD工 VD5，電阻H開關(guān)K及場效應(yīng) 管VT等分立元件共同組成了電源仏電壓過零檢測器電路，當(dāng)電源仏電壓過零時輸出檢零 脈沖U4，VT的漏極D接光電耦合器(3)的腳l，腳2接D端，限流電阻R3跨接于腳6和電源 ^的L端，雙向晶閘管VS的主電極T2接仏的L端，LED負(fù)載(5)跨接于VS的主電極1\和 電源^的N端，腳4接VS的門極G，開關(guān)K關(guān)斷時，VT無工作電源漏極電壓為零伏，開關(guān)K 于時間1\接通后VT有工作電源，電源仏電壓過零時漏極D輸出檢零脈沖U4使光電耦合器 (3)的輸入部分LED有正向觸發(fā)電流而發(fā)光，輸出部分的光敏雙向晶閘管受光后呈導(dǎo)通狀 態(tài)即腳6與腳4相通，VS的主電極T2經(jīng)電阻1 3、腳6、腳4到VS的門極G構(gòu)成觸發(fā)通路而 觸發(fā)VS導(dǎo)通接通主電路，LED負(fù)載(5)得到的電壓是基本完好的正弦波，接通主電路的瞬 間LED負(fù)載(5)得到的電壓^的瞬時值為0 25伏， (4)移相觸發(fā)器與雙向晶閘管組合的過零型電源開關(guān)KTM03移相觸發(fā)器模塊由 穩(wěn)壓器、同步檢零電路，比較器、門控電路、隔離輸出器等組成，電源變壓器220VAC/16VAC 次級接KTM03的腳1、腳2，輸入16VAC既作脈沖輸出同步又提供模塊內(nèi)工作電源并從腳3輸 出+12V 50mA直流電源供用戶作控制系統(tǒng)用，KTM03內(nèi)電路產(chǎn)生脈沖，腳10的門控電平V。 低電平時脈沖被封鎖，VD高電平時有輸出脈沖VF送出，改變腳4的輸入電壓Ve可以改變VF 的相位，讓KTM03工作于零電壓觸發(fā)控制方式是改變VF的相位使VF在電源仏電壓過零之 時送到隔離輸出器觸發(fā)光控晶閘管導(dǎo)通使腳8與腳7相通，利用此工作方式，KTM03移相觸 發(fā)器可以與雙向晶閘管組合成過零型電源開關(guān)，一種LED通電發(fā)光電路包括電源、LED負(fù) 載和電源開關(guān)，所述電源是世界現(xiàn)行的100 240V、50 60HZ的市電電源仏，Ui的零、相線 是N端、L端；所述LED負(fù)載是LED負(fù)載(5);所述電源開關(guān)是由移相觸發(fā)器(4)及其輔助 電路和雙向晶閘管VS組合的過零型電源開關(guān)，電源變壓器T(220VAC/16VAC)的次級16VAC 接移相觸發(fā)器(4) (KTM03)的腳1、腳2，電阻&與電位器RP串聯(lián)后跨接于腳3和腳6，電位
9器RP的中心抽頭接腳4，電阻R2跨接于腳10和腳6，開關(guān)K跨接于腳3和腳10，限流電阻 R3跨接于腳8和電源^的L端，雙向晶閘管VS的主電極T2接電源^的L端，LED負(fù)載(5) 跨接于VS的主電極1\和電源^的N端，VS的門極G接腳7，變壓器T、電阻&、 R2、 R3、電位 器RP及開關(guān)K組成的輔助電路保證了移相觸發(fā)器(4)的正常運作，開關(guān)K關(guān)斷時腳10門 控電平VD為零伏，脈沖被封鎖，開關(guān)K于時間1\接通后VD為+12伏高電平，有脈沖送出，調(diào) 節(jié)電位器RP改變腳4的輸入電壓Ve從而改變輸出脈沖VF的相位使KTM03移相觸發(fā)器工作 于零電壓觸發(fā)控制方式，輸出脈沖VF在電源仏電壓過零之時送到隔離輸出器觸發(fā)光控晶閘 管導(dǎo)通即腳8與腳7相通，雙向晶閘管VS的主電極T2經(jīng)電阻1 3、腳8、腳7到門極G構(gòu)成觸 發(fā)通路而觸發(fā)導(dǎo)通接通主電路，LED負(fù)載(5)得到的電壓W是基本完好的正弦波，接通主電 路的瞬間^的瞬時值是0 25伏， (5)移相觸發(fā)器與繼電器組合的過零型電源開關(guān)繼電器、接觸器等電動機(jī)械開 關(guān)，其特點一是驅(qū)動電壓U。在Tn時刻輸入線圈后線圈流過額定的工作電流產(chǎn)生電磁力 吸動銜鐵帶動簧片上的觸點Ha、 Hb于T12時刻吸合接通，有一個觸點吸合延遲時間T1Q = T^-Tn，常用的小型繼電器T1Q約3ms左右，特點二是要求驅(qū)動電壓U。是連續(xù)的高電平而不 是脈沖，為了讓觸點Ha、Hb在電源仏電壓過零時吸合接通就要讓驅(qū)動電壓U。在比電源^電 壓過零點超前T1Q時間的時刻輸入線圈以補償觸點吸合延遲時間T1Q，前面介紹的KTM03移 相觸發(fā)器的移相范圍是0。 180° ，電源仏為50HZ時對應(yīng)的時間是O lOms，通過改變 KTM03腳4的輸入電壓Ve從而改變脈沖VF的相位，使VF對應(yīng)在時間上比電源仏電壓過零 點超前3ms時間是可以實現(xiàn)的，再用該超前3ms的脈沖VF去觸發(fā)一個上電自動置零的雙穩(wěn) 態(tài)電路，則在雙穩(wěn)態(tài)電路輸出端可得到一個連續(xù)高電平的電壓VF。，VF。的前沿與Vp的前沿同 步，VF。就是前面所述繼電器線圈要求的驅(qū)動電壓U。， 一種LED通電發(fā)光電路包括電源、LED 負(fù)載和電源開關(guān)，所述電源是世界現(xiàn)行的100 240V、50 60HZ的市電電源仏，仏的零、相 線是N端、L端；所述LED負(fù)載是LED負(fù)載(5);所述電源開關(guān)是由移相觸發(fā)器(4)及其輔 助電路和繼電器(K)及其輔助電路組合的過零型電源開關(guān)，電源變壓器T(220VAC/16VAC) 的次級接移相觸發(fā)器(4) (KTM03)的腳1、腳2，電阻&與電位器RP串聯(lián)后跨接于腳3和 腳6， RP的中心抽頭接腳4，開關(guān)K跨接于腳3和腳10， R2跨接于腳7和移相觸發(fā)器(4)即 KTM03的地端腳6， R3跨接于腳10和腳6，腳8接腳10，電源變壓器T、電阻R丄、R2、 R3、電位 器RP及開關(guān)K組成的輔助電路保證了移相觸發(fā)器(4)的正常運作，六非門CD4069是14引 腳器件，本案例中KTM03移相觸發(fā)器標(biāo)注腳1、腳2、……而CD4069六非門標(biāo)注引腳1、引腳 2、……以便區(qū)別，引腳14接電源正端即腳10，引腳7接電源負(fù)端即KTM03的地端腳6，六 個非門D1、D2、D3、D4、D5、D6的輸入端是引腳1、3、5、9、 11、 13，對應(yīng)的輸出端是引腳2、4、6、 8、10、12，電阻Re跨接于D2的引腳4和D3的引腳5，電阻1 7跨接于D3的引腳6和D2的引 腳3 ，則電阻R6、 R7和D2 、D3兩個非門組成了雙穩(wěn)態(tài)電路，電容Q與電阻R5串聯(lián)(串接點為 H)后跨接于腳10和腳6，二極管VD2的正端和負(fù)端跨接于串接點H和D3的引腳5，Q、Rs及 VD2組成上電自動置零電路，二極管VD工的正端和負(fù)端跨接于腳7和引腳3作為輸出脈沖對 雙穩(wěn)態(tài)電路的觸發(fā)通路，電阻R4跨接于D3的引腳6和場效應(yīng)管VT的柵極G， VT的源極S接 腳6，繼電器線圈(K)的負(fù)端接VT的漏極D，線圈(K)的正端接腳10，保護(hù)二極管VD3正端 接VT的漏極D， VD3負(fù)端接腳10， LED負(fù)載(5)跨接于繼電器的觸點Ha和電源^的N端， 觸點Hb接電源仏的L端，電阻R4、 R5、 R6、 R7、 二極管VD工、VD2、電容Q 、非門D2 、 D3 、場效應(yīng)管VT組成的輔助電路將移相觸發(fā)器(4)送出的脈沖Vp變換為適合于繼電器要求的連續(xù)高電 平的驅(qū)動電壓U6，開關(guān)K關(guān)斷時腳10的控制電平VD = 0V，脈沖被封鎖，開關(guān)K接通后VD = 12V高電平，雙穩(wěn)態(tài)電路得電同時被置零，其輸出端即引腳6的電位U6小于0. 5V，場效應(yīng)管 VT截止，繼電器線圈(K)無電流觸點Ha、Hb處于常開狀態(tài)，調(diào)節(jié)電位器RP改變腳4的輸入 電壓Ve從而改變輸出脈沖VF的相位，使VF的相位為對應(yīng)在時間上比電源仏電壓過零點超 前T1Q的時間，脈沖VF送到隔離輸出器觸發(fā)光控晶閘管導(dǎo)通即腳8與腳7相通，腳3+12V經(jīng) 開關(guān)K、腳8、腳7、VD工到非門D2的引腳3觸發(fā)雙穩(wěn)態(tài)電路使之翻轉(zhuǎn)，雙穩(wěn)態(tài)電路輸出端即引 腳6的電位U6從小于0. 5V翻轉(zhuǎn)變?yōu)閁6 = 12V， U6就是前面所述繼電器要求的比電源^電 壓過零點超前T1Q時間的連續(xù)高電平電壓U。， U6經(jīng)電阻R4驅(qū)動場效應(yīng)管VT導(dǎo)通，繼電器線 圈(K)流過額定工作電流經(jīng)過一個滯后時間1\。后正好是電源仏電壓過零時刻繼電器觸點 Ha、Hb吸合接通主電路，接通主電路的瞬間LED負(fù)載(5)得到的電壓Uj勺瞬時值是零伏，接 通主電路后^的瞬時值跟隨電源^的正弦波電壓變化， (6)輸入控制電路和光電耦合器組合的過零型電源開關(guān)對于小功率LED負(fù)載， 3041系列光電耦合器的ITSM = IA，可以直接作為所述LED通電發(fā)光電路的過零型電源開關(guān) 省去雙向晶閘管VS從而降低成本，一種LED通電發(fā)光電路包括電源、LED負(fù)載和電源開 關(guān)，所述電源是世界現(xiàn)行的100 240V、50 60HZ的市電電源仏、仏的零、相線為N端、L 端；所述LED負(fù)載是LED負(fù)載(5);所述電源開關(guān)是由輸入控制電路和光電耦合器(2)組合 的過零型電源開關(guān)，限流電阻Ri與開關(guān)K串聯(lián)后跨接于光電耦合器(2)的腳l和直流電源 的正端，腳2接直流電源的負(fù)端，組成輸入控制電路，腳6接電源UJ勺L端，LED負(fù)載(5)跨 接于腳4和電源^的N端，開關(guān)K關(guān)斷時輸入端LED無電流不發(fā)光，光敏雙向晶閘管呈關(guān)斷 狀態(tài)，開關(guān)K在時間L接通后輸入部分LED有正向觸發(fā)電流而發(fā)光，輸出部分光敏雙向晶閘 管受光照射的同時輸出部分電源仏電壓過零時導(dǎo)通即腳6與腳4相通接通主電路，LED負(fù) 載(5)得到的電壓^是基本完好的正弦波，接通主電路的瞬間^的瞬時值為0 25伏，
上述過零型電源開關(guān)中，1、2、3、6四例是由含有電壓過零檢測器的電子電路與開 關(guān)器件組合的過零型電源開關(guān)，4、5二例是由含有移相觸發(fā)器的電子電路與開關(guān)器件組合 的過零型電源開關(guān)，有分立元件的、有集成電路的、有一體化模塊的，電路組成不同但目的 相同，都是由電子電路產(chǎn)生并控制脈沖信號(或驅(qū)動電壓)觸發(fā)(或驅(qū)動)開關(guān)器件在電 源^電壓過零時導(dǎo)通接通主電路，接通主電路的瞬間LED負(fù)載(5)得到的電壓UJ勺瞬時值 是0 25伏的低電壓稱為過零電壓，不會損壞LED負(fù)載(5) ， 2、3、4三例的開關(guān)器件選用常 用的雙向晶閘管VS，也可選用兩只反并聯(lián)的單向晶閘管取代雙向晶閘管VS，若選用電力晶 體管、電力場效應(yīng)管、……等直流型開關(guān)器件時要做二件事， 一是采用橋式整流將電源^變 換為每秒100個(仏為50HZ時)正半周的直流型電源作為所述LED通電發(fā)光電路的電源并 采用單向性LED負(fù)載，二是參照第(5)例用上電自動置零的雙穩(wěn)態(tài)電路將脈沖信號變換為 其上升沿與脈沖上升沿同步的連續(xù)高電平的驅(qū)動電壓U。，用U。驅(qū)動直流型開關(guān)器件導(dǎo)通， 前面六例中的LED負(fù)載(5)基本上按NXUT >仏來選取N值，本文將這種情況簡稱為N工 作方式，即所述LED通電發(fā)光電路的N工作方式，或稱為N工作方式的LED通電發(fā)光電路， 為了防止從電源中傳來的尖峰、浪涌(電壓)對過零型電源開關(guān)的沖擊和干擾造成誤動作 甚至損壞，可參照電路常用做法即用"R-C"串聯(lián)吸收電路或非線性電阻(壓敏電阻)并接 于電源^的N、 L兩端，由于不同地區(qū)電網(wǎng)電源質(zhì)量不同，不同產(chǎn)地的過零型電源開關(guān)器件的質(zhì)量不同，保護(hù)的對象不同，要采用不同的做法和連接法，通過電路調(diào)試過程選取合適的 做法和連接法，上述電源仏是100 240V、50 60HZ是人們慣用的市電電源是為了便于說 明，實際上本發(fā)明所述LED通電發(fā)光電路適用的電源仏的電壓可低于100V也可高至400V、 頻率可低于50HZ也可高至400HZ， (7)過零型電源開關(guān)在N工作方式中使用單向性LED負(fù)載的LED通電發(fā)光電路 的應(yīng)用一種LED通電發(fā)光電路包括電源、LED負(fù)載和電源開關(guān)，所述電源是世界現(xiàn)行的 100 240V、50 60Hz的市電電源仏，仏的零、相線是N端、L端；所述LED負(fù)載是該LED通 電發(fā)光電路(簡稱主電路)中的單向性LED負(fù)載(5);所述電源開關(guān)是過零型電源開關(guān)，過 零型交流固態(tài)繼電器(1)輸入端是A、B，輸出端是C、D，限流電阻&與開關(guān)K串聯(lián)后跨接于 輸入端A和直流電源的正端，輸入端B接直流電源的負(fù)端，二極管VD工 VD4按橋式整流電 路連接成1、2、3、4四端，橋式的輸入端1、2接電源仏的L端和N端，橋式的3、4輸出端的電 壓U2是每秒100個(仏為50Hz時)正半周的直流型電源，LED負(fù)載(5)的正端接橋式輸出 端3， LED負(fù)載(5)的負(fù)端接過零型交流固態(tài)繼電器(1)的輸出端C，輸出端D接橋式的輸 出端4，開關(guān)K關(guān)斷時無輸入信號，過零型交流固態(tài)繼電器(1)的C、 D不相通，開關(guān)K在時 間Tl接通后過零型交流固態(tài)繼電器(1)的輸入端有輸入信號的同時輸出端C、 D的電源電 壓過零時輸出端C、 D相通接通主電路，LED負(fù)載(5)得到的電壓是每秒100個正半周的正 弦波，接通主電路的瞬間LED負(fù)載(5)得到的電壓^的瞬時值是0 25伏低電壓，本例所 述的過零型電源開關(guān)是選用第(1)例所述的過零型電源開關(guān)，本例所述的過零型電源開關(guān) 也可選用第(2)例或第(3)例或第(4)例或第(5)例或第(6)例所述的過零型電源開關(guān)，
(8) —種M工作方式的LED通電發(fā)光電路包括電源、LED負(fù)載和電源開關(guān)，所述電 源是世界現(xiàn)行的100 240V、50 60HZ的市電電源仏，仏的零、相線是N端、L端；所述LED 負(fù)載是該M工作方式的LED通電發(fā)光電路(簡稱主電路)中的負(fù)載，LED技術(shù)發(fā)展迅速，單 只LED的發(fā)光功率越來越大，少數(shù)量M只LED組成的LED負(fù)載就可滿足普通照明要求，且不 同場合所用M值不同，這種情況下MXUT <仏，本文將這種情況簡稱為M工作方式即LED通 電發(fā)光電路的M工作方式，或稱為M工作方式的LED通電發(fā)光電路，M工作方式的LED負(fù)載 的組成方法與上述N工作方式的LED負(fù)載的組成方法一樣，M工作方式可組成2M型雙向性 LED負(fù)載、2MY型雙向性LED負(fù)載、MY型單向性LED負(fù)載或其他各種類型的LED負(fù)載并統(tǒng)稱 為該LED通電發(fā)光電路的LED負(fù)載(6);為了使每只LED承受的工作電壓和工作電流不超 過其電壓許可值和電流許可值解決的辦法是所述M工作方式的LED通電發(fā)光電路在采用過 零型電源開關(guān)的同時還采用交流電容器CM降壓，所述電源開關(guān)是由輸入控制電路、光電耦 合器(2)和雙向晶閘管VS及輔助電路組合的過零型電源開關(guān)，限流電阻&與開關(guān)K串聯(lián)后 跨接于光電耦合器(2)的腳1和直流電源正端，腳2接直流電源負(fù)端，構(gòu)成輸入控制電路， 輔助電路包括限流電阻R2、防誤觸發(fā)電阻R3、防電擊電阻R4，電阻R2與電容CM串聯(lián)(串接點 為A)后跨接于光電耦合器(2)的腳6和電源^的L端，電阻R4與CM并聯(lián)連接在關(guān)斷電源 Ui后作CM放電通路防電擊，雙向晶閘管VS的主電極L接串接點A，LED負(fù)載(6)跨接于VS 的主電極1\和電源^的N端，VS的門極G接光電耦合器(2)的腳4，電阻R3跨接于VS的 主電極1\和門極G，開關(guān)K關(guān)斷時，光電耦合器(2)輸入端LED無電流不發(fā)光，輸出部分腳 6、腳4不相通，開關(guān)K在時間1\接通后輸入部分LED有正向觸發(fā)電流而發(fā)光，輸出部分光敏 雙向晶閘管受光照射的同時輸出部分電源仏電壓過零時光敏雙向晶閘管呈導(dǎo)通狀態(tài)即腳
126與腳4相通，雙向晶閘管VS的主電極T2經(jīng)電阻1 2、腳6、腳4到門極G構(gòu)成觸發(fā)通路而觸 發(fā)VS導(dǎo)通接通主電路，接通主電路的瞬間LED負(fù)載(6)得到的電壓^的瞬時值是0 25 伏低電壓，接通主電路之后電源^落在降壓電容器CM和LED負(fù)載(6)上，本例的過零型電 源開關(guān)是選用了第(2)例所述的過零型電源開關(guān)，本例所述的過零型電源開關(guān)也可選用第 (1)例或第(3)例或第(4)例或第(5)例或第(6)例所述的過零型電源開關(guān)，
(9)過零型電源開關(guān)在M工作方式中使用單向性LED負(fù)載的LED通電發(fā)光電路的 應(yīng)用一種LED通電發(fā)光電路包括電源、LED負(fù)載、降壓電容和電源開關(guān)，所述電源是世界 現(xiàn)行的100 240V、50 60Hz的市電電源仏，仏的零、相線是N端、L端；所述LED負(fù)載是 該LED通電發(fā)光電路(簡稱主電路)中的單向性LED負(fù)載(6);所述電源開關(guān)是過零型電 源開關(guān)，限流電阻Ri與開關(guān)K串聯(lián)后跨接于過零型交流固態(tài)繼電器(1)的輸入端A和直流 電源的正端，輸入端B接直流電源的負(fù)端，二極管VD工 VD4按橋式整流電路連接成1、2、3、 4四端，1、2為橋式的輸入端，3、4為橋式的輸出端，降壓電容CM與防電擊電阻R2并聯(lián)后跨 接于橋式的輸入端1和電源仏的L端，橋式的輸入端2接電源仏的N端，LED負(fù)載(6)的 正端接橋式的輸出端3， LED負(fù)載(6)的負(fù)端接過零型交流固態(tài)繼電器(1)的輸出端C，過 零型交流固態(tài)繼電器(1)的輸出端D接橋式的輸出端4，開關(guān)K關(guān)斷時無輸入信號過零型 交流固態(tài)繼電器(1)的輸出端C、D不相通，開關(guān)K在時間l接通后過零型交流固態(tài)繼電器 (1)有輸入信號的同時輸出端C、D的電源電壓過零時過零型交流固態(tài)繼電器(1)的輸出端 C、 D相通接通主電路，LED負(fù)載(6)得到的電壓是每秒100個(仏為50Hz時)正半周的基 本完好的正弦波，接通主電路的瞬間LED負(fù)載(6)得到的電壓^的瞬時值是0 25伏低 電壓，接通主電路后電源仏基本落在降壓電容器CM和LED負(fù)載(6)上，本例所述的過零型 電源開關(guān)是選用了第(1)例所述的過零型電源開關(guān)，本例所述的過零型電源開關(guān)也可選用 第(2)例或第(3)例或第(4)例或第(5)例或第(6)例所述的過零型電源開關(guān)，
由于該LED通電發(fā)光電路采用了過零型電源開關(guān)，可以直接使用市電電源仏供電 LED負(fù)載，省去了電源變換器使LED通電發(fā)光電路產(chǎn)品的成本、耗電及故障率都降低。



下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
圖1是本發(fā)明LED通電發(fā)光電路采用由輸入控制電路和過零型交流固態(tài)繼電器組 合的過零型電源開關(guān)的線路圖。 圖2是本發(fā)明LED通電發(fā)光電路采用由輸入控制電路、光電耦合器和雙向晶閘管 組合的過零型電源開關(guān)的線路圖。 圖3是本發(fā)明LED通電發(fā)光電路采用由分立元件組成的電壓過零檢測器電路、光 電耦合器和雙向晶閘管組合的過零型電源開關(guān)的線路圖。 圖4是本發(fā)明LED通電發(fā)光電路采用由移相觸發(fā)器與雙向晶閘管組合的過零型電 源開關(guān)的線路圖。 圖5是本發(fā)明LED通電發(fā)光電路采用由移相觸發(fā)器與繼電器組合的過零型電源開 關(guān)的線路圖。 圖6是本發(fā)明LED通電發(fā)光電路采用由輸入控制電路和光電耦合器組合的過零型 電源開關(guān)的線路圖。 圖7是過零型電源開關(guān)在N工作方式中使用單向性LED負(fù)載的LED通電發(fā)光電路。
圖8是本發(fā)明LED通電發(fā)光電路在采用過零型電源開關(guān)的同時還采用電容器CM降壓的LED通電發(fā)光電路。 圖9是過零型電源開關(guān)在M工作方式中使用單向性LED負(fù)載的LED通電發(fā)光電路。
具體實施例方式
(1)輸入控制電路和過零型交流固態(tài)繼電器組合的過零型電源開關(guān)無線電87年 12期第2頁，88年5期第29頁、01年10期第40頁介紹了固態(tài)繼電器，過零型交流固態(tài)繼 電器是有兩個輸入端A、 B及兩個輸出端C、 D的四端器件，不同生產(chǎn)廠家型號各異但其內(nèi)部 電路大同小異，有輸入電路是個LED、光電耦合電路、電壓過零檢測器電路、觸發(fā)電路及雙向 晶閘管等，光電耦合電路作用之一是傳遞輸入的控制信號，之二是使輸入端與輸出端在電 氣上完全隔離，在輸入端有控制信號即LED有正向觸發(fā)電流而發(fā)光的同時電壓過零檢測器 電路檢測到輸出端C、 D電源仏電壓過零時觸發(fā)電路產(chǎn)生合乎要求的觸發(fā)信號觸發(fā)雙向晶 閘管導(dǎo)通即C、D兩端相通，圖1所描述的一種LED通電發(fā)光電路(11)包括電源、LED負(fù)載 和電源開關(guān)，所述電源是世界現(xiàn)行的100 240V、50 60HZ的市電電源仏，仏的零、相線是 N端、L端；所述LED負(fù)載是LED負(fù)載(5);所述電源開關(guān)是由輸入控制電路和過零型交流固 態(tài)繼電器(1)組合的過零型電源開關(guān)，過零型交流固態(tài)繼電器(1)的選用一是其工作電壓 適用于電源仏，二是其工作電流應(yīng)大于LED負(fù)載(5)的負(fù)載電流，可選用TAC03A220V型過 零型交流固態(tài)繼電器，其工作電壓是220V，工作電流是3A，LED負(fù)載(5)跨接于電源^的L 端和過零型交流固態(tài)繼電器(1)的輸出端C，輸出端D接電源^的N端，限流電阻&與開 關(guān)K串聯(lián)后跨接于過零型交流固態(tài)繼電器(1)的輸入端A和直流電源的正端，輸入端B接 直流電源的負(fù)端組成輸入控制電路，選用&和直流電源要滿足所選用的過零型交流固態(tài)繼 電器(1)的產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)即其輸入端要求的開啟電壓和開啟電流，開關(guān)K關(guān)斷時無輸入信 號，過零型交流固態(tài)繼電器(1)的輸出端C、D不相通，開關(guān)K在時間L接通后過零型交流 固態(tài)繼電器(1)的輸入端有輸入信號的同時電壓過零檢測器電路檢測到輸出端C、D的電源 ^電壓過零時觸發(fā)電路產(chǎn)生合乎要求的觸發(fā)信號觸發(fā)雙向晶閘管導(dǎo)通即輸出端C、D相連通 接通主電路，LED負(fù)載(5)得到的電壓^是基本完好的正弦波，接通主電路的瞬間LED負(fù)載 (5)得到的電壓^的瞬時值是0 25伏稱為過零電壓，接通主電路后^的瞬時值從0 25伏起跟隨電源仏的正弦波電壓變化，在5ms的時間內(nèi)Ul從0 25伏增大到約310伏(仏 為220V、50HZ時)然后又在5ms的時間沿正弦波電壓下降，當(dāng)電源仏下降到流過LED負(fù)載 (5)的電流也就是主電路的電流小于雙向晶閘管的維持電流時，雙向晶閘管自行關(guān)斷，關(guān)斷 主電路^ = 0完成第一個半波的歷程，^瞬時值下降至零伏之際就是電源仏的下一個電 壓過零點到來之時，觸發(fā)電路又產(chǎn)生觸發(fā)信號，觸發(fā)雙向晶閘管導(dǎo)通接通主電路，LED負(fù)載 (5)得到的電壓^的瞬時值又從0 25伏起跟隨電源^正弦波電壓變化完成第二個半波 的歷程，一個接一個的半波歷程……結(jié)果是LED負(fù)載(5)得到的電壓W是基本完好的正弦 波，但不是數(shù)學(xué)意義上的完整的正弦波，接通主電路的瞬間LED負(fù)載(5)得到的電壓UJ勺瞬 時值是0 25伏的低電壓不會損壞LED負(fù)載(5)這是關(guān)鍵，LED是極快的器件，其通電發(fā)光 響應(yīng)時間小于0. lus，接通主電路后^的瞬時值升到310伏的高電壓，對LED而言是在5ms 的漫長時間慢慢地升到310伏，只要合理組合LED負(fù)載(5)使每只LED實際承受的工作電 壓和工作電流不超過LED產(chǎn)品規(guī)定的電壓許可值和電流許可值就不會損壞LED負(fù)載(5)，
(2)輸入控制電路、光電耦合器和雙向晶閘管組合的過零型電源開關(guān)機(jī)械工業(yè)出版社出版摩托羅拉光電光纖器件手冊和無線電94年4期第45頁分別介紹了摩托羅拉公 司生產(chǎn)的M0C30X X系列光電耦合器或稱光電隔離器集成電路是六腳器件，腳1、腳2是輸 入部分是個LED，腳6、腳4是輸出部分是帶有電壓過零檢測器電路的光敏雙向晶閘管，腳3、 腳5留空，輸入部分LED流過5 15mA的正向觸發(fā)電流時發(fā)射出紅外光，輸出部分的光敏 雙向晶閘管在受光照射的同時電壓過零檢測器電路檢測到輸出部分的電源電壓過零時光 敏雙向晶閘管才導(dǎo)通，即腳6、腳4相通，其中M0C3041 3、3061 3、3081 3等光電耦合
器(簡稱;304i系列)其對應(yīng)的v順是4oov、eoov、soov，其I，均為1A，型號尾數(shù)1、2、3對
應(yīng)的正向觸發(fā)電流為15mA、10mA、5mA，最大值為60mA，可從MOC3041系列中任選一種光電耦 合器與半導(dǎo)體開關(guān)器件組合成過零型電源開關(guān)，圖2所描述的一種LED通電發(fā)光電路(12) 包括電源、LED負(fù)載和電源開關(guān)，所述電源是世界現(xiàn)行的100 240V、50 60HZ的市電電 源仏，UJ勺零、相線是N端、L端；所述LED負(fù)載是LED負(fù)載(5);所述電源開關(guān)是由輸入控 制電路、光電耦合器(2)和雙向晶閘管VS及輔助電路組合的過零型電源開關(guān)，光電耦合器 (2)可選用M0C3041系列光電耦合器的任一種，對于其他廠家各種型號具有與M0C3041系 列光電耦合器同等功能的光電耦合器也可選用，雙向晶閘管VS的選用一是其斷態(tài)重復(fù)峰 值電壓V^M應(yīng)大于400V，二是其通態(tài)電流lT應(yīng)大于LED負(fù)載(5)的負(fù)載電流，例如可選用 T2301E，其V順=500V， IT = 2. 5A或BCR3AM10，其V順=600V， IT = 3A，輔助電路包括限流 電阻R2、防VS誤觸發(fā)電阻R3，光電耦合器(2)選定M0C3043型號后，參照選用的該型號的產(chǎn) 品應(yīng)用推薦參數(shù)可選用R2 = 27 Q 、 R3 = 330 Q ，限流電阻&與開關(guān)K串聯(lián)后跨接于光電耦 合器(2)的腳1和直流電源的正端，腳2接直流電源的負(fù)端，組成輸入控制電路，電阻&和 直流電源的選用要保證在開關(guān)K接通后光電耦合器(2)輸入端有合適的正向觸發(fā)電流，電 阻R2跨接于光電耦合器(2)的腳6和電源^的L端，雙向晶閘管VS的主電極T2接電源^ 的L端，LED負(fù)載(5)跨接于VS的主電極1\和電源仏的N端，VS的控制極G接光電耦合 器(2)的腳4，電阻R3跨接于VS的控制極G和主電極T"開關(guān)K關(guān)斷時，光電耦合器(2)輸 入部分LED無正向觸發(fā)電流不發(fā)光，輸出部分光敏雙向晶閘管無光照射不導(dǎo)通，開關(guān)K在時 間1\接通后，輸入部分LED有正向觸發(fā)電流而發(fā)光，輸出部分光敏雙向晶閘管受光照射的 同時輸出部分電源仏電壓過零時光敏雙向晶閘管呈導(dǎo)通狀態(tài)即腳6與腳4相通，雙向晶閘 管VS的主電極T2經(jīng)電阻&、腳6、腳4到門極G構(gòu)成觸發(fā)通路而觸發(fā)導(dǎo)通接通主電路，LED 負(fù)載(5)得到的電壓^是基本完好的正弦波，接通主電路的瞬間LED負(fù)載(5)得到的電壓 ^的瞬時值是0 25伏， (3)分立元件組成的電壓過零檢測器電路、光電耦合器和雙向晶閘管組合的過零 型電源開關(guān)；摩托羅拉光電光纖器件手冊介紹了光電隔離器或稱光電耦合器M0C3020 3 是6腳器件，其V順=400V， ITSM = 1A，尾數(shù)0 3對應(yīng)的正向觸發(fā)電流為30mA， 1&iiA， 10mA， 5mA，輸入部分腳1、腳2是個LED，輸出部分腳4、腳6是光敏雙向晶閘管，腳3、腳5留空，輸 入部分LED流過正向觸發(fā)電流時發(fā)光，輸出部分光敏雙向晶閘管受光照射后呈導(dǎo)通狀態(tài)即 腳4、腳6相通，圖3所描述的一種LED通電發(fā)光電路(13)包括電源、LED負(fù)載和電源開關(guān)， 所述電源是世界現(xiàn)行的100 240V、50 60HZ的市電電源仏，仏的零、相線是N端、L端； 所述LED負(fù)載是LED負(fù)載(5);所述電源開關(guān)由分立元件組成的電壓過零檢測器電路、光電 耦合器(3)和雙向晶閘管VS組合的過零型電源開關(guān)，光電耦合器(3)可選用M0C3020 3 中任一種，其他公司生產(chǎn)的各種型號的光電耦合器與M0C3020 3具同樣功能的也可選用，
15雙向晶閘管VS的選用一是其V順應(yīng)大于400V，二是其通態(tài)電流lT應(yīng)大于LED負(fù)載(5)的 負(fù)載電流，例如選用T2301E，其VDEM = 500V，IT = 2. 5A，光電耦合器(3)選定M0C3023型號 后，參照選用的該型號的產(chǎn)品應(yīng)用推薦參數(shù)可選用R3 = 360 Q ，分立元件二極管VD工 VD4 按橋式整流電路連接成A、B、C、D四端，輸入端A、B與220V、50HZ電源仏相接，輸出端C、D 的電壓是每秒100個正半周的正弦波形的電壓U2，電阻&與3伏穩(wěn)壓管VD5串聯(lián)(串接點 是E)后跨接于C、D兩端，仏經(jīng)R^VDs降壓削波后在串接點E得到幅值3伏的近似梯形波電 壓U3， E點與場效應(yīng)管VT的柵極G相接，電阻R2與開關(guān)K串聯(lián)后跨接于VT的漏極D和直流 電源的正端，直流電源的負(fù)端及VT的源極S均與作為電路地端的D端相接，開關(guān)K關(guān)斷時 VT無工作電源，漏極D的電位為零伏，開關(guān)K接通后，VT有工作電源，梯形波電壓U3的平頂 部分幅值為3V，VT導(dǎo)通漏極D的電位小于O. 5伏，而對應(yīng)于電源^電壓過零時U"j、于0.6 伏時VT截止，漏極D的電位為Vrc，即漏極D的電位從小于0. 5伏升為Vrc，我們稱此時漏極 D輸出檢零脈沖U4，上述二極管VD工 VD5，電阻&、 1 2、開關(guān)K及場效應(yīng)管VT等分立元件共 同組成了電源仏電壓過零檢測器電路，當(dāng)電源仏電壓過零時輸出檢零脈沖U4， VT的漏極D 接光電耦合器(3)的腳1 ，腳2接D端，限流電阻R3跨接于腳6和電源仏的L端，雙向晶閘 管VS的主電極T2接仏的L端，LED負(fù)載(5)跨接于VS的主電極1\和電源仏的N端，腳4 接VS的門極G，開關(guān)K關(guān)斷時，VT無工作電源漏極電壓為零伏，開關(guān)K于時間1\接通后VT 有工作電源，電源仏電壓過零時漏極D輸出檢零脈沖U4使光電耦合器(3)的輸入部分LED 有正向觸發(fā)電流而發(fā)光，輸出部分的光敏雙向晶閘管受光后呈導(dǎo)通狀態(tài)即腳6與腳4相通， VS的主電極T2經(jīng)電阻1 3、腳6、腳4到VS的門極G構(gòu)成觸發(fā)通路而觸發(fā)VS導(dǎo)通接通主電 路，LED負(fù)載(5)得到的電壓是基本完好的正弦波，接通主電路的瞬間LED負(fù)載(5)得到的 電壓^的瞬時值為0 25伏， (4)移相觸發(fā)器與雙向晶閘管組合的過零型電源開關(guān)機(jī)械工業(yè)出版社出版李宏 編著的電力電子設(shè)備用器件與集成電路應(yīng)用指南第一冊第389頁及無線電91年3期第37 頁介紹KTM03移相觸發(fā)器模塊由穩(wěn)壓器、同步檢零電路，比較器、門控電路、隔離輸出器等 組成，電源變壓器220VAC/16VAC次級接KTM03的腳1、腳2，輸入16VAC既作脈沖輸出同步 又提供模塊內(nèi)工作電源并從腳3輸出+12V 50mA直流電源供用戶作控制系統(tǒng)用，KTM03內(nèi) 電路產(chǎn)生脈沖，腳10的門控電平VD低電平時脈沖被封鎖，VD高電平時有輸出脈沖VF送出， 改變腳4的輸入電壓Ve可以改變VF的相位，讓KTM03工作于零電壓觸發(fā)控制方式是改變VF 的相位使VF在電源仏電壓過零之時送到隔離輸出器觸發(fā)光控晶閘管導(dǎo)通使腳8與腳7相 通，利用此工作方式，KTM03移相觸發(fā)器可以與雙向晶閘管組合成過零型電源開關(guān)，圖4所 描述的一種LED通電發(fā)光電路(14)包括電源、LED負(fù)載和電源開關(guān)，所述電源是世界現(xiàn)行 的100 240V、50 60HZ的市電電源仏，仏的零、相線是N端、L端；所述LED負(fù)載是LED 負(fù)載(5);所述電源開關(guān)是由移相觸發(fā)器(4)及其輔助電路和雙向晶閘管VS組合的過零型 電源開關(guān)，移相觸發(fā)器(4)選用KTM03移相觸發(fā)器，也可選用有零電壓觸發(fā)控制方式的其他 型號的移相觸發(fā)器，雙向晶閘管VS的選用一是其VDKM應(yīng)大于400V， 二是其通態(tài)電流IT應(yīng)大 于LED負(fù)載(5)的負(fù)載電流，例如可選用T2301E，其VDKM = 500V， IT = 2. 5A或BCR3AM10, 其￥皿=600V， IT = 3A，也可用兩只反并聯(lián)的單向晶閘管取代雙向晶閘管，電源變壓器 T(220VAC/16VAC)的次級16VAC接移相觸發(fā)器(4) (KTM03)的腳1、腳2，電阻^與電位器RP 串聯(lián)后跨接于腳3和腳6，電位器RP的中心抽頭接腳4，電阻R2跨接于腳10和腳6，開關(guān)K跨接于腳3和腳10，限流電阻R3跨接于腳8和電源^的L端，雙向晶閘管VS的主電極T2接電源仏的L端，LED負(fù)載(5)跨接于VS的主電極1\和電源仏的N端，VS的門極G接腳7，變壓器T、電阻m電位器RP及開關(guān)K組成的輔助電路保證了移相觸發(fā)器(4)的正常運作，開關(guān)K關(guān)斷時腳10門控電平VD為零伏，脈沖被封鎖，開關(guān)K于時間1\接通后VD為+12伏高電平，有脈沖送出，調(diào)節(jié)電位器RP改變腳4的輸入電壓Ve從而改變輸出脈沖VF的相位使KTM03移相觸發(fā)器工作于零電壓觸發(fā)控制方式，輸出脈沖VF在電源仏電壓過零之時送到隔離輸出器觸發(fā)光控晶閘管導(dǎo)通即腳8與腳7相通，雙向晶閘管VS的主電極T2經(jīng)電阻R3、腳8、腳7到門極G構(gòu)成觸發(fā)通路而觸發(fā)導(dǎo)通接通主電路，LED負(fù)載(5)得到的電壓U^是基本完好的正弦波，接通主電路的瞬間^的瞬時值是0 25伏， (5)移相觸發(fā)器與繼電器組合的過零型電源開關(guān)繼電器、接觸器等電動機(jī)械開關(guān)優(yōu)點是通態(tài)電阻小利于節(jié)電，其特點一是驅(qū)動電壓U。在Tn時刻輸入線圈后線圈流過額定的工作電流產(chǎn)生電磁力吸動銜鐵帶動簧片上的觸點Ha、Hb于T^時刻吸合接通，有一個觸點吸合延遲時間T1Q = T12-Tu，常用的小型繼電器T1Q約3ms左右，特點二是要求驅(qū)動電壓U。是連續(xù)的高電平而不是脈沖，為了讓觸點Ha、Hb在電源仏電壓過零時吸合接通就要讓驅(qū)動電壓U。在比電源^電壓過零點超前1\。時間的時刻輸入線圈以補償觸點吸合延遲時間T1Q，前面介紹的KTM03移相觸發(fā)器的移相范圍是0° 180° ，電源仏為50HZ時對應(yīng)的時間是0 10ms，通過改變KTM03腳4的輸入電壓Ve從而改變脈沖VF的相位，使VF對應(yīng)在時間上比電源仏電壓過零點超前3ms時間是可以實現(xiàn)的，再用該超前3ms的脈沖VF去觸發(fā)一個上電自動置零的雙穩(wěn)態(tài)電路，則在雙穩(wěn)態(tài)電路輸出端可得到一個連續(xù)高電平的電壓VF。， VF。的前沿與VF的前沿同步，VF。就是前面所述繼電器線圈要求的驅(qū)動電壓U。，圖5所描述的一種LED通電發(fā)光電路(15)包括電源、LED負(fù)載和電源開關(guān)，所述電源是世界現(xiàn)行的100 240V、50 60HZ的市電電源仏，仏的零、相線是N端、L端；所述LED負(fù)載是LED負(fù)載(5);所述電源開關(guān)是由移相觸發(fā)器(4)及其輔助電路和繼電器(K)及其輔助電路組合的過零型電源開關(guān)，移相觸發(fā)器(4)選用KTM03移相觸發(fā)器，凡移相范圍對應(yīng)的時間大于3ms的其他型號移相觸發(fā)器也可選用，繼電器(K)的選用要求其觸點額定工作電壓適用于電源Up觸點額定工作電流應(yīng)大于LED負(fù)載(5)的負(fù)載電流，若選用線圈額定工作電壓12V及額定工作電流小于50mA則可從KTM03的腳3輸出的+12V50mA電源取得，使電路簡化，有些應(yīng)用場合例如大屏幕顯示屏需用大數(shù)量的LED，LED負(fù)載(5)大功率大電流運用時可選用接觸器取代繼電器，電源變壓器T(220VAC/16VAC)的次級接移相觸發(fā)器(4) (KTM03)的腳1、腳2，電阻^與電位器RP串聯(lián)后跨接于腳3和腳6，RP的中心抽頭接腳4，開關(guān)K跨接于腳3和腳10，R2跨接于腳7和移相觸發(fā)器(4)即KTM03的地端腳6， R3跨接于腳10和腳6，腳8接腳10，電源變壓器T、電阻RpI^、R3、電位器RP及開關(guān)K組成的輔助電路保證了移相觸發(fā)器(4)的正常運作，六非門CD4069是14引腳器件，本案例中KTM03移相觸發(fā)器標(biāo)注腳1、腳2、 而
CD4069六非門標(biāo)注引腳1、引腳2、 以便區(qū)別，引腳14接電源正端即腳10，引腳7接電
源負(fù)端即KTM03的地端腳6，六個非門D1、D2、D3、D4、D5、D6的輸入端是引腳1、3、5、9、11、13，對應(yīng)的輸出端是引腳2、4、6、8、10、12，電阻Re跨接于D2的引腳4和D3的引腳5，電阻尺7跨接于D3的引腳6和D2的引腳3，則電阻R6、 R7和D2、 D3兩個非門組成了雙穩(wěn)態(tài)電路，電容Q與電阻Rs串聯(lián)(串接點為H)后跨接于腳10和腳6，二極管VD2的正端和負(fù)端跨接于串接點H和D3的引腳5， Q、Rs及VD2組成上電自動置零電路，二極管VD工的正端和負(fù)端跨接于腳7和引腳3作為輸出脈沖對雙穩(wěn)態(tài)電路的觸發(fā)通路，電阻R4跨接于D3的引腳6和場效應(yīng)管VT的柵極G，VT的源極S接腳6，繼電器線圈(K)的負(fù)端接VT的漏極D，線圈(K)的正端接腳10，保護(hù)二極管VD3正端接VT的漏極D，VD3負(fù)端接腳10，LED負(fù)載(5)跨接于繼電器的觸點Ha和電源仏的N端，觸點Hb接電源仏的L端，電阻R4、Rs、R6、R7、二極管VD^VD^電容Q、非門D2、D3、場效應(yīng)管VT組成的輔助電路將移相觸發(fā)器(4)送出的脈沖Vp變換為適合于繼電器要求的連續(xù)高電平的驅(qū)動電壓Ue，開關(guān)K關(guān)斷時腳10的控制電平V。 = OV，脈沖被封鎖，開關(guān)K接通后V。 = 12V高電平，雙穩(wěn)態(tài)電路得電同時被置零，其輸出端即引腳6的電位U6小于0. 5V，場效應(yīng)管VT截止，繼電器線圈(K)無電流觸點Ha、 Hb處于常開狀態(tài)，調(diào)節(jié)電位器RP改變腳4的輸入電壓Ve從而改變輸出脈沖VF的相位，使VF的相位為對應(yīng)在時間上比電源仏電壓過零點超前1\。的時間，脈沖VF送到隔離輸出器觸發(fā)光控晶閘管導(dǎo)通即腳8與腳7相通，腳3+12V經(jīng)開關(guān)K、腳8、腳7、 VD工到非門D2的引腳3觸發(fā)雙穩(wěn)態(tài)電路使之翻轉(zhuǎn)，雙穩(wěn)態(tài)電路輸出端即引腳6的電位U6從小于0. 5V翻轉(zhuǎn)變?yōu)閁6 = 12V，U6就是前面所述繼電器要求的比電源^電壓過零點超前T1Q時間的連續(xù)高電平電壓U。， U6經(jīng)電阻R4驅(qū)動場效應(yīng)管VT導(dǎo)通，繼電器線圈(K)流過額定工作電流經(jīng)過一個滯后時間1\。后正好是電源仏電壓過零時刻繼電器觸點Ha、 Hb吸合接通主電路，接通主電路的瞬間LED負(fù)載(5)得到的電壓^的瞬時值是零伏，接通主電路后^的瞬時值跟隨電源^的正弦波電壓變化，上述調(diào)節(jié)Ve從而改變脈沖Vp的相位的簡便直觀的方法是先用阻抗與LED負(fù)載(5)的阻抗相當(dāng)?shù)碾娮?amp;取代LED負(fù)載(5)作為代用負(fù)載，用示波器監(jiān)視代用負(fù)載&上的電壓W的波形，調(diào)節(jié)電位器RP使在接通主電路瞬間^的瞬時值為零伏，接通主電路后^的瞬時值跟隨電源^的正弦波電壓變化，此方法也適用于第(4)例調(diào)節(jié)電位器RP使KTM03移相觸發(fā)器工作于零電壓觸發(fā)控制方式， (6)輸入控制電路和光電耦合器組合的過零型電源開關(guān)LED是節(jié)電的小功率器件，LED負(fù)載在電路中不會引發(fā)沖擊電流，對于100W以下的小功率LED負(fù)載，3041系列光電耦合器的ITSM= IA，可以直接作為所述LED通電發(fā)光電路的過零型電源開關(guān)省去雙向晶閘管VS從而降低成本，圖6所描述的一種LED通電發(fā)光電路(16)包括電源、LED負(fù)載和電源開關(guān)，所述電源是世界現(xiàn)行的100 240V、50 60HZ的市電電源仏、仏的零、相線為N端、L端；所述LED負(fù)載是LED負(fù)載(5);所述電源開關(guān)是由輸入控制電路和光電耦合器(2)組合的過零型電源開關(guān)，光電耦合器(2)可選用M0C3041系列的任一種，對于具有M0C3041系列同等功能的其他型號的光電耦合器也可選用，限流電阻&與開關(guān)K串聯(lián)后跨接于光電耦合器(2)的腳1和直流電源的正端，腳2接直流電源的負(fù)端，組成輸入控制電路，電阻&和直流電源的選用要保證在開關(guān)K接通后光電耦合器(2)輸入端有合適的正向觸發(fā)電流，腳6接電源^的L端，LED負(fù)載(5)跨接于腳4和電源^的N端，開關(guān)K關(guān)斷時輸入端LED無電流不發(fā)光，光敏雙向晶閘管呈關(guān)斷狀態(tài)，開關(guān)K在時間L接通后輸入部分LED有正向觸發(fā)電流而發(fā)光，輸出部分光敏雙向晶閘管受光照射的同時輸出部分電源仏電壓過零時導(dǎo)通即腳6與腳4相通接通主電路，LED負(fù)載(5)得到的電壓^是基本完好的正弦波，接通主電路的瞬間^的瞬時值為0 25伏， (7)過零型電源開關(guān)在N工作方式中使用單向性LED負(fù)載的LED通電發(fā)光電路的應(yīng)用圖7所描述的一種LED通電發(fā)光電路(17)包括電源、LED負(fù)載和電源開關(guān)，所述電源是世界現(xiàn)行的100 240V、50 60Hz的市電電源仏，仏的零、相線是N端、L端；所述LED負(fù)載是該LED通電發(fā)光電路(簡稱主電路)中的單向性LED負(fù)載(5);所述電源開關(guān)是過零型電源開關(guān)，過零型交流固態(tài)繼電器(1)輸入端是A、B，輸出端是C、D，限流電阻&與開關(guān)K串聯(lián)后跨接于輸入端A和直流電源的正端，輸入端B接直流電源的負(fù)端，二極管 VD4按橋式整流電路連接成1、2、3、4四端，橋式的輸入端1、2接電源仏的L端和N端，橋式的3、4輸出端的電壓U2是每秒100個(仏為50Hz時)正半周的直流型電源，LED負(fù)載(5)的正端接橋式輸出端3， LED負(fù)載(5)的負(fù)端接過零型交流固態(tài)繼電器(1)的輸出端C，輸出端D接橋式的輸出端4，開關(guān)K關(guān)斷時無輸入信號，過零型交流固態(tài)繼電器(1)的C、D不相通，開關(guān)K在時間T1接通后過零型交流固態(tài)繼電器(1)的輸入端有輸入信號的同時輸出端C、D的電源電壓過零時輸出端C、D相通接通主電路，LED負(fù)載(5)得到的電壓是每秒100個正半周的正弦波，接通主電路的瞬間LED負(fù)載(5)得到的電壓^的瞬時值是0 25伏低電壓，本例所述的過零型電源開關(guān)是選用第(1)例所述的過零型電源開關(guān)，本例所述的過零型電源開關(guān)也可選用第(2)例或第(3)例或第(4)例或第(5)例或第(6)例所述的過零型電源開關(guān)， (8)圖8所描述的一種M工作方式的LED通電發(fā)光電路(18)包括電源、LED負(fù)載、降壓電容器和電源開關(guān)，所述電源是世界現(xiàn)行的100 240V、50 60HZ的市電電源^，^的零、相線是N端、L端；所述LED負(fù)載是該M工作方式的LED通電發(fā)光電路(簡稱主電路)中的負(fù)載；為了使每只LED承受的工作電壓和工作電流不超過其電壓許可值和電流許可值解決的辦法是所述M工作方式的LED通電發(fā)光電路在采用過零型電源開關(guān)的同時還采用交流電容器CM降壓，CM有降壓、限流作用，可選用CBB型交流電容器，額定電壓400V以上，CM的容量大小隨LED負(fù)載(6)電流大小而定；所述電源開關(guān)是由輸入控制電路、光電耦合器(2)和雙向晶閘管VS及輔助電路組合的過零型電源開關(guān)，光電耦合器(2)可選用M0C3041系列光電耦合器的任一種，具有M0C3041系列同樣功能的其他光電耦合器都可選用，雙向晶閘管的選用一是其V^M應(yīng)大于400V，二是其通態(tài)電流lT應(yīng)大于LED負(fù)載(6)的負(fù)載電流，例如可選用T2301E，也可用二只反并聯(lián)單向晶閘管取代雙向晶閘管VS，限流電阻&與開關(guān)K串聯(lián)后跨接于光電耦合器(2)的腳1和直流電源正端，腳2接直流電源負(fù)端，構(gòu)成輸入控制電路，輔助電路包括限流電阻!^、防誤觸發(fā)電阻!^、防電擊電阻R4，電阻R2與電容CM串聯(lián)(串接點為A)后跨接于光電耦合器(2)的腳6和電源仏的L端，電阻R4與CM并聯(lián)連接在關(guān)斷電源^后作CM放電通路防電擊，雙向晶閘管VS的主電極T2接串接點A， LED負(fù)載(6)跨接于VS的主電極1\和電源仏的N端，VS的門極G接光電耦合器(2)的腳4，電阻R3跨接于VS的主電極L和門極G，開關(guān)K關(guān)斷時，光電耦合器(2)輸入端LED無電流不發(fā)光，輸出部分腳6、腳4不相通，開關(guān)K在時間1\接通后輸入部分LED有正向觸發(fā)電流而發(fā)光，輸出部分光敏雙向晶閘管受光照射的同時輸出部分電源仏電壓過零時光敏雙向晶閘管呈導(dǎo)通狀態(tài)即腳6與腳4相通，雙向晶閘管VS的主電極T2經(jīng)電阻1 2、腳6、腳4到門極G構(gòu)成觸發(fā)通路而觸發(fā)VS導(dǎo)通接通主電路，接通主電路的瞬間LED負(fù)載(6)得到的電壓^的瞬時值是0 25伏低電壓，接通主電路之后電源仏落在降壓電容器CM和LED負(fù)載(6)上，選取CM時應(yīng)根據(jù)LED負(fù)載(6)的負(fù)載電流大小選取適當(dāng)電容量的CM，將主電路的通態(tài)電流限制在LED負(fù)載(6)適當(dāng)?shù)墓ぷ麟娏髦畠?nèi)，本例的過零型電源開關(guān)是選用了第(2)例所述的過零型電源開關(guān)，本例所述的過零型電源開關(guān)也可選用第(1)例或第(3)例或第(4)例或第(5)例或第(6)例所述的過零型電源開關(guān)，
(9)過零型電源開關(guān)在M工作方式中使用單向性LED負(fù)載的LED通電發(fā)光電路的應(yīng)用圖9所描述的一種LED通電發(fā)光電路(19)包括電源、LED負(fù)載、降壓電容和電源開關(guān)，所述電源是世界現(xiàn)行的100 240V、50 60Hz的市電電源仏，仏的零、相線是N端、L端；所述LED負(fù)載是該LED通電發(fā)光電路(簡稱主電路)中的單向性LED負(fù)載(6);所述電源開關(guān)是過零型電源開關(guān)，限流電阻&與開關(guān)K串聯(lián)后跨接于過零型交流固態(tài)繼電器(1)的輸入端A和直流電源的正端，輸入端B接直流電源的負(fù)端，二極管VD工 VD4按橋式整流電路連接成1、2、3、4四端，1、2為橋式的輸入端，3、4為橋式的輸出端，降壓電容CM與防電擊電阻R2并聯(lián)后跨接于橋式的輸入端1和電源^的L端，橋式的輸入端2接電源^的N端，LED負(fù)載(6)的正端接橋式的輸出端3， LED負(fù)載(6)的負(fù)端接過零型交流固態(tài)繼電器(1)的輸出端C，過零型交流固態(tài)繼電器(1)的輸出端D接橋式的輸出端4，開關(guān)K關(guān)斷時無輸入信號過零型交流固態(tài)繼電器(1)的輸出端C、D不相通，開關(guān)K在時間l接通后過零型交流固態(tài)繼電器(1)有輸入信號的同時輸出端C、D的電源電壓過零時過零型交流固態(tài)繼電器(1)的輸出端C、 D相通接通主電路，LED負(fù)載(6)得到的電壓是每秒100個(仏為50Hz時)正半周的基本完好的正弦波，接通主電路的瞬間LED負(fù)載(6)得到的電壓^的瞬時值是0 25伏低電壓，接通主電路后電源仏基本落在降壓電容器CM和LED負(fù)載(6)上，本例所述的過零型電源開關(guān)是選用了第(1)例所述的過零型電源開關(guān)，本例所述的過零型電源開關(guān)也可選用第(2)例或第(3)例或第(4)例或第(5)例或第(6)例所述的過零型電源開關(guān)。
權(quán)利要求
一種LED通電發(fā)光電路，包括電源、LED負(fù)載和電源開關(guān)，所述電源是世界現(xiàn)行的100～240V、50～60HZ的市電電源U1，U1的零、相線是N端、L端；所述LED負(fù)載是該LED通電發(fā)光電路(簡稱主電路)中的負(fù)載，LED通電發(fā)光用于照明或顯示信息應(yīng)用廣泛，不同的應(yīng)用場合選用LED的型號、數(shù)量也不同，可用N只LED順向串聯(lián)連接組成一串N型單向性LED負(fù)載，用Y串N型單向性LED負(fù)載組成NY型單向性LED負(fù)載，或再用兩串N型單向性LED負(fù)載互為反向并聯(lián)連接組成一串2N型雙向性LED負(fù)載，或用兩只LED互為反向并聯(lián)連接組成雙向性對管然后取N對雙向性對管串聯(lián)連接組成一串2N型雙向性LED負(fù)載，或取Y串2N型雙向性LED負(fù)載并聯(lián)連接組成2NY型雙向性LED負(fù)載，或還可靈活組成其他各種類型的LED負(fù)載，上述所有類型的LED負(fù)載統(tǒng)稱為該LED通電發(fā)光電路的LED負(fù)載(5)，由于每只LED的額定電壓UT和額定電流IT等參數(shù)有離散性即不一致性，基本上按N×UT＞U1來選取N值，還要使每只LED實際承受的工作電壓和工作電流不超過該LED產(chǎn)品規(guī)定的最大電壓許可值和最大電流許可值，LED的電壓、電流參數(shù)的額定值和許可值之間有較大的余量，容易在電路調(diào)試時選取合理的N值；所述電源開關(guān)是開關(guān)大家族中的一成員，開關(guān)器件從只有接通、關(guān)斷的功能的手動閘刀開關(guān)到電動的觸點開關(guān)器件如繼電器、接觸器、……到半導(dǎo)體電力電子開關(guān)器件如晶閘管、電力晶體管、電力場效應(yīng)管、……發(fā)展到電子電路與開關(guān)器件組合的開關(guān)，除了具有接通、關(guān)斷功能外，不同的組合還有不同的附加功能，其特征是該LED通電發(fā)光電路的電源開關(guān)是由含有電壓過零檢測器或移相觸發(fā)器的電子電路與開關(guān)器件組合的過零型電源開關(guān)，由電子電路產(chǎn)生并控制脈沖信號(或驅(qū)動電壓)觸發(fā)(或驅(qū)動)開關(guān)器件在電源U1電壓過零時導(dǎo)通接通主電路，接通主電路的瞬間LED負(fù)載(5)得到的電壓UL的瞬時值是0～25伏的低電壓，(1)輸入控制電路和過零型交流固態(tài)繼電器組合的過零型電源開關(guān)過零型交流固態(tài)繼電器是有兩個輸入端A、B及兩個輸出端C、D的四端器件，一種LED通電發(fā)光電路包括電源、LED負(fù)載和電源開關(guān)，所述電源是世界現(xiàn)行的100～240V、50～60HZ的市電電源U1，U1的零、相線是N端、L端；所述LED負(fù)載是LED負(fù)載(5)；所述電源開關(guān)是由輸入控制電路和過零型交流固態(tài)繼電器(1)組合的過零型電源開關(guān)，LED負(fù)載(5)跨接于電源U1的L端和過零型交流固態(tài)繼電器(1)的輸出端C，輸出端D接電源U1的N端，限流電阻R1與開關(guān)K串聯(lián)后跨接于過零型交流固態(tài)繼電器(1)的輸入端A和直流電源的正端，輸入端B接直流電源的負(fù)端組成輸入控制電路，開關(guān)K關(guān)斷時無輸入信號，過零型交流固態(tài)繼電器(1)的輸出端C、D不相通，開關(guān)K在時間T1接通后過零型交流固態(tài)繼電器(1)的輸入端有輸入信號的同時電壓過零檢測器電路檢測到輸出端C、D的電源U1電壓過零時觸發(fā)電路產(chǎn)生合乎要求的觸發(fā)信號觸發(fā)雙向晶閘管導(dǎo)通即輸出端C、D相連通接通主電路，LED負(fù)載(5)得到的電壓UL是基本完好的正弦波，接通主電路的瞬間LED負(fù)載(5)得到的電壓UL的瞬時值是0～25伏稱為過零電壓，接通主電路后UL的瞬時值從0～25伏起跟隨電源U1的正弦波電壓變化，在5ms的時間內(nèi)UL從0～25伏增大到約310伏(U1為220V、50HZ時)然后又在5ms的時間沿正弦波電壓下降，當(dāng)電源U1下降到流過LED負(fù)載(5)的電流也就是主電路的電流小于雙向晶閘管的維持電流時，雙向晶閘管自行關(guān)斷，關(guān)斷主電路UL＝0完成第一個半波的歷程，UL瞬時值下降至零伏之際就是電源U1的下一個電壓過零點到來之時，觸發(fā)電路又產(chǎn)生觸發(fā)信號，觸發(fā)雙向晶閘管導(dǎo)通接通主電路，LED負(fù)載(5)得到的電壓UL的瞬時值又從0～25伏起跟隨電源U1正弦波電壓變化完成第二個半波的歷程，一個接一個的半波歷程……結(jié)果是LED負(fù)載(5)得到的電壓UL是基本完好的正弦波，但不是數(shù)學(xué)意義上的完整的正弦波，接通主電路的瞬間LED負(fù)載(5)得到的電壓UL的瞬時值是0～25伏的低電壓不會損壞LED負(fù)載(5)這是關(guān)鍵，LED是極快的器件，其通電發(fā)光響應(yīng)時間小于0.1us，接通主電路后UL的瞬時值升到310伏的高電壓，對LED而言是在5ms的漫長時間慢慢地升到310伏，只要合理組合LED負(fù)載(5)使每只LED實際承受的工作電壓和工作電流不超過LED產(chǎn)品規(guī)定的電壓許可值和電流許可值就不會損壞LED負(fù)載(5)，(2)輸入控制電路、光電耦合器和雙向晶閘管組合的過零型電源開關(guān)MOC30××系列光電耦合器或稱光電隔離器集成電路是六腳器件，腳1、腳2是輸入部分是個LED，腳6、腳4是輸出部分是帶有電壓過零檢測器電路的光敏雙向晶閘管，腳3、腳5留空，一種LED通電發(fā)光電路包括電源、LED負(fù)載和電源開關(guān)，所述電源是世界現(xiàn)行的100～240V、50～60HZ的市電電源U1，U1的零、相線是N端、L端；所述LED負(fù)載是LED負(fù)載(5)；所述電源開關(guān)是由輸入控制電路、光電耦合器(2)和雙向晶閘管VS及輔助電路組合的過零型電源開關(guān)，輔助電路包括限流電阻R2、防VS誤觸發(fā)電阻R3，限流電阻R1與開關(guān)K串聯(lián)后跨接于光電耦合器(2)的腳1和直流電源的正端，腳2接直流電源的負(fù)端，組成輸入控制電路，電阻R2跨接于光電耦合器(2)的腳6和電源U1的L端，雙向晶閘管VS的主電極T2接電源U1的L端，LED負(fù)載(5)跨接于VS的主電極T1和電源U1的N端，VS的控制極G接光電耦合器(2)的腳4，電阻R3跨接于VS的控制極G和主電極T1，開關(guān)K關(guān)斷時，光電耦合器(2)輸入部分LED無正向觸發(fā)電流不發(fā)光，輸出部分光敏雙向晶閘管無光照射不導(dǎo)通，開關(guān)K在時間T1接通后，輸入部分LED有正向觸發(fā)電流而發(fā)光，輸出部分光敏雙向晶閘管受光照射的同時輸出部分電源U1電壓過零時光敏雙向晶閘管呈導(dǎo)通狀態(tài)即腳6與腳4相通，雙向晶閘管VS的主電極T2經(jīng)電阻R2、腳6、腳4到門極G構(gòu)成觸發(fā)通路而觸發(fā)導(dǎo)通接通主電路，LED負(fù)載(5)得到的電壓UL是基本完好的正弦波，接通主電路的瞬間LED負(fù)載(5)得到的電壓UL的瞬時值是0～25伏，(3)分立元件組成的電壓過零檢測器電路、光電耦合器和雙向晶閘管組合的過零型電源開關(guān)光電耦合器MOC3020～3是6腳器件，輸入部分腳1、腳2是個LED，輸出部分腳4、腳6是光敏雙向晶閘管，腳3、腳5留空，一種LED通電發(fā)光電路包括電源、LED負(fù)載和電源開關(guān)，所述電源是世界現(xiàn)行的100～240V、50～60HZ的市電電源U1，U1的零、相線是N端、L端；所述LED負(fù)載是LED負(fù)載(5)；所述電源開關(guān)由分立元件組成的電壓過零檢測器電路、光電耦合器(3)和雙向晶閘管VS組合的過零型電源開關(guān)，分立元件二極管VD1～VD4按橋式整流電路連接成A、B、C、D四端，輸入端A、B與220V、50HZ電源U1相接，輸出端C、D的電壓是每秒100個正半周的正弦波形的電壓U2，電阻R1與3伏穩(wěn)壓管VD5串聯(lián)(串接點是E)后跨接于C、D兩端，U2經(jīng)R1、VD5降壓削波后在串接點E得到幅值3伏的近似梯形波電壓U3，E點與場效應(yīng)管VT的柵極G相接，電阻R2與開關(guān)K串聯(lián)后跨接于VT的漏極D和直流電源的正端，直流電源的負(fù)端及VT的源極S均與作為電路地端的D端相接，開關(guān)K關(guān)斷時VT無工作電源，漏極D的電位為零伏，開關(guān)K接通后，VT有工作電源，梯形波電壓U3的平頂部分幅值為3V，VT導(dǎo)通漏極D的電位小于0.5伏，而對應(yīng)于電源U1電壓過零時U3小于0.6伏時VT截止，漏極D的電位為VCC，即漏極D的電位從小于0.5伏升為VCC，我們稱此時漏極D輸出檢零脈沖U4，上述二極管VD1～VD5，電阻R1、R2、開關(guān)K及場效應(yīng)管VT等分立元件共同組成了電源U1電壓過零檢測器電路，當(dāng)電源U1電壓過零時輸出檢零脈沖U4，VT的漏極D接光電耦合器(3)的腳1，腳2接D端，限流電阻R3跨接于腳6和電源U1的L端，雙向晶閘管VS的主電極T2接U1的L端，LED負(fù)載(5)跨接于VS的主電極T1和電源U1的N端，腳4接VS的門極G，開關(guān)K關(guān)斷時，VT無工作電源漏極電壓為零伏，開關(guān)K于時間T1接通后VT有工作電源，電源U1電壓過零時漏極D輸出檢零脈沖U4使光電耦合器(3)的輸入部分LED有正向觸發(fā)電流而發(fā)光，輸出部分的光敏雙向晶閘管受光后呈導(dǎo)通狀態(tài)即腳6與腳4相通，VS的主電極T2經(jīng)電阻R3、腳6、腳4到VS的門極G構(gòu)成觸發(fā)通路而觸發(fā)VS導(dǎo)通接通主電路，LED負(fù)載(5)得到的電壓是基本完好的正弦波，接通主電路的瞬間LED負(fù)載(5)得到的電壓UL的瞬時值為0～25伏，(4)移相觸發(fā)器與雙向晶閘管組合的過零型電源開關(guān)一種LED通電發(fā)光電路包括電源、LED負(fù)載和電源開關(guān)，所述電源是世界現(xiàn)行的100～240V、50～60HZ的市電電源U1，U1的零、相線是N端、L端；所述LED負(fù)載是LED負(fù)載(5)；所述電源開關(guān)是由移相觸發(fā)器(4)及其輔助電路和雙向晶閘管VS組合的過零型電源開關(guān)，電源變壓器T(220VAC/16VAC)的次級16VAC接移相觸發(fā)器(4)(KTM03)的腳1、腳2，電阻R1與電位器RP串聯(lián)后跨接于腳3和腳6，電位器RP的中心抽頭接腳4，電阻R2跨接于腳10和腳6，開關(guān)K跨接于腳3和腳10，限流電阻R3跨接于腳8和電源U1的L端，雙向晶閘管VS的主電極T2接電源U1的L端，LED負(fù)載(5)跨接于VS的主電極T1和電源U1的N端，VS的門極G接腳7，變壓器T、電阻R1、R2、R3、電位器RP及開關(guān)K組成的輔助電路保證了移相觸發(fā)器(4)的正常運作，開關(guān)K關(guān)斷時腳10門控電平VD為零伏，脈沖被封鎖，開關(guān)K于時間T1接通后VD為+12伏高電平，有脈沖送出，調(diào)節(jié)電位器RP改變腳4的輸入電壓VG從而改變輸出脈沖VF的相位使KTM03移相觸發(fā)器工作于零電壓觸發(fā)控制方式，輸出脈沖VF在電源U1電壓過零之時送到隔離輸出器觸發(fā)光控晶閘管導(dǎo)通即腳8與腳7相通，雙向晶閘管VS的主電極T2經(jīng)電阻R3、腳8、腳7到門極G構(gòu)成觸發(fā)通路而觸發(fā)導(dǎo)通接通主電路，LED負(fù)載(5)得到的電壓UL是基本完好的正弦波，接通主電路的瞬間UL的瞬時值是0～25伏，(5)移相觸發(fā)器與繼電器組合的過零型電源開關(guān)繼電器、接觸器等電動機(jī)械開關(guān)，其特點一是驅(qū)動電壓U0在T11時刻輸入線圈后線圈流過額定的工作電流產(chǎn)生電磁力吸動銜鐵帶動簧片上的觸點Ha、Hb于T12時刻吸合接通，有一個觸點吸合延遲時間T10＝T12-T11，特點二是要求驅(qū)動電壓U0是連續(xù)的高電平而不是脈沖，為了讓觸點Ha、Hb在電源U1電壓過零時吸合接通就要讓驅(qū)動電壓U0在比電源U1電壓過零點超前T10時間的時刻輸入線圈以補償觸點吸合延遲時間T10，一種LED通電發(fā)光電路包括電源、LED負(fù)載和電源開關(guān)，所述電源是世界現(xiàn)行的100～240V、50～60HZ的市電電源U1，U1的零、相線是N端、L端；所述LED負(fù)載是LED負(fù)載(5)；所述電源開關(guān)是由移相觸發(fā)器(4)及其輔助電路和繼電器(K)及其輔助電路組合的過零型電源開關(guān)，電源變壓器T(220VAC/16VAC)的次級接移相觸發(fā)器(4)(KTM03)的腳1、腳2，電阻R1與電位器RP串聯(lián)后跨接于腳3和腳6，RP的中心抽頭接腳4，開關(guān)K跨接于腳3和腳10，R2跨接于腳7和移相觸發(fā)器(4)即KTM03的地端腳6，R3跨接于腳10和腳6，腳8接腳10，電源變壓器T、電阻R1、R2、R3、電位器RP及開關(guān)K組成的輔助電路保證了移相觸發(fā)器(4)的正常運作，六非門CD4069是14引腳器件，本案例中KTM03移相觸發(fā)器標(biāo)注腳1、腳2、……而CD4069六非門標(biāo)注引腳1、引腳2、……以便區(qū)別，引腳14接電源正端即腳10，引腳7接電源負(fù)端即KTM03的地端腳6，六個非門D1、D2、D3、D4、D5、D6的輸入端是引腳1、3、5、9、11、13，對應(yīng)的輸出端是引腳2、4、6、8、10、12，電阻R6跨接于D2的引腳4和D3的引腳5，電阻R7跨接于D3的引腳6和D2的引腳3，則電阻R6、R7和D2、D3兩個非門組成了雙穩(wěn)態(tài)電路，電容C1與電阻R5串聯(lián)(串接點為H)后跨接于腳10和腳6，二極管VD2的正端和負(fù)端跨接于串接點H和D3的引腳5，C1、R5及VD2組成上電自動置零電路，二極管VD1的正端和負(fù)端跨接于腳7和引腳3作為輸出脈沖對雙穩(wěn)態(tài)電路的觸發(fā)通路，電阻R4跨接于D3的引腳6和場效應(yīng)管VT的柵極G，VT的源極S接腳6，繼電器線圈(K)的負(fù)端接VT的漏極D，線圈(K)的正端接腳10，保護(hù)二極管VD3正端接VT的漏極D，VD3負(fù)端接腳10，LED負(fù)載(5)跨接于繼電器的觸點Ha和電源U1的N端，觸點Hb接電源U1的L端，電阻R4、R5、R6、R7、二極管VD1、VD2、電容C1、非門D2、D3、場效應(yīng)管VT組成的輔助電路將移相觸發(fā)器(4)送出的脈沖VF變換為適合于繼電器要求的連續(xù)高電平的驅(qū)動電壓U6，開關(guān)K關(guān)斷時腳10的控制電平VD＝0V，脈沖被封鎖，開關(guān)K接通后VD＝12V高電平，雙穩(wěn)態(tài)電路得電同時被置零，其輸出端即引腳6的電位U6小于0.5V，場效應(yīng)管VT截止，繼電器線圈(K)無電流觸點Ha、Hb處于常開狀態(tài)，調(diào)節(jié)電位器RP改變腳4的輸入電壓VG從而改變輸出脈沖VF的相位，使VF的相位為對應(yīng)在時間上比電源U1電壓過零點超前T10的時間，脈沖VF送到隔離輸出器觸發(fā)光控晶閘管導(dǎo)通即腳8與腳7相通，腳3+12V經(jīng)開關(guān)K、腳8、腳7、VD1到非門D2的引腳3觸發(fā)雙穩(wěn)態(tài)電路使之翻轉(zhuǎn)，雙穩(wěn)態(tài)電路輸出端即引腳6的電位U6從小于0.5V翻轉(zhuǎn)變?yōu)閁6＝12V，U6就是前面所述繼電器要求的比電源U1電壓過零點超前T10時間的連續(xù)高電平電壓U0，U6經(jīng)電阻R4驅(qū)動場效應(yīng)管VT導(dǎo)通，繼電器線圈(K)流過額定工作電流經(jīng)過一個滯后時間T10后正好是電源U1電壓過零時刻繼電器觸點Ha、Hb吸合接通主電路，接通主電路的瞬間LED負(fù)載(5)得到的電壓UL的瞬時值是零伏，接通主電路后UL的瞬時值跟隨電源U1的正弦波電壓變化，(6)輸入控制電路和光電耦合器組合的過零型電源開關(guān)對于小功率LED負(fù)載，3041系列光電耦合器的ITSM＝1A，可以直接作為所述LED通電發(fā)光電路的過零型電源開關(guān)省去雙向晶閘管VS從而降低成本，一種LED通電發(fā)光電路包括電源、LED負(fù)載和電源開關(guān)，所述電源是世界現(xiàn)行的100～240V、50～60HZ的市電電源U1、U1的零、相線為N端、L端；所述LED負(fù)載是LED負(fù)載(5)；所述電源開關(guān)是由輸入控制電路和光電耦合器(2)組合的過零型電源開關(guān)，限流電阻R1與開關(guān)K串聯(lián)后跨接于光電耦合器(2)的腳1和直流電源的正端，腳2接直流電源的負(fù)端，組成輸入控制電路，腳6接電源U1的L端，LED負(fù)載(5)跨接于腳4和電源U1的N端，開關(guān)K關(guān)斷時輸入端LED無電流不發(fā)光，光敏雙向晶閘管呈關(guān)斷狀態(tài)，開關(guān)K在時間T1接通后輸入部分LED有正向觸發(fā)電流而發(fā)光，輸出部分光敏雙向晶閘管受光照射的同時輸出部分電源U1電壓過零時導(dǎo)通即腳6與腳4相通接通主電路，LED負(fù)載(5)得到的電壓UL是基本完好的正弦波，接通主電路的瞬間UL的瞬時值為0～25伏，上述過零型電源開關(guān)中，1、2、3、6四例是由含有電壓過零檢測器的電子電路與開關(guān)器件組合的過零型電源開關(guān)，4、5二例是由含有移相觸發(fā)器的電子電路與開關(guān)器件組合的過零型電源開關(guān)，有分立元件的、有集成電路的、有一體化模塊的，電路組成不同但目的相同，都是由電子電路產(chǎn)生并控制脈沖信號(或驅(qū)動電壓)觸發(fā)(或驅(qū)動)開關(guān)器件在電源U1電壓過零時導(dǎo)通接通主電路，接通主電路的瞬間LED負(fù)載(5)得到的電壓UL的瞬時值是0～25伏的低電壓稱為過零電壓，不會損壞LED負(fù)載(5)，2、3、4三例的開關(guān)器件選用常用的雙向晶閘管VS，也可選用兩只反并聯(lián)的單向晶閘管取代雙向晶閘管VS，若選用電力晶體管、電力場效應(yīng)管、……等直流型開關(guān)器件時要做二件事，一是采用橋式整流將電源U1變換為每秒100個(U1為50HZ時)正半周的直流型電源作為所述LED通電發(fā)光電路的電源并采用單向性LED負(fù)載，二是參照第(5)例用上電自動置零的雙穩(wěn)態(tài)電路將脈沖信號變換為其上升沿與脈沖上升沿同步的連續(xù)高電平的驅(qū)動電壓U0，用U0驅(qū)動直流型開關(guān)器件導(dǎo)通，前面六例中的LED負(fù)載(5)基本上按N×UT＞U1來選取N值，本文將這種情況簡稱為N工作方式，即所述LED通電發(fā)光電路的N工作方式，或稱為N工作方式的LED通電發(fā)光電路。
2. —種M工作方式的LED通電發(fā)光電路包括電源、LED負(fù)載和電源開關(guān)，所述電源是 世界現(xiàn)行的100 240V、50 60HZ的市電電源仏，仏的零、相線是N端、L端；所述LED負(fù) 載是該M工作方式的LED通電發(fā)光電路(簡稱主電路)中的負(fù)載，LED技術(shù)發(fā)展迅速，單只 LED的發(fā)光功率越來越大，少數(shù)量M只LED組成的LED負(fù)載就可滿足普通照明要求，且不同 場合所用M值不同，這種情況下MXUT <仏，本文將這種情況簡稱為M工作方式即LED通電 發(fā)光電路的M工作方式，或稱為M工作方式的LED通電發(fā)光電路，M工作方式的LED負(fù)載的 組成方法與上述N工作方式的LED負(fù)載的組成方法一樣，M工作方式可組成2M型雙向性LED 負(fù)載、2MY型雙向性LED負(fù)載、MY型單向性LED負(fù)載或其他各種類型的LED負(fù)載并統(tǒng)稱為該 LED通電發(fā)光電路的LED負(fù)載(6)，為了使每只LED承受的工作電壓和工作電流不超過其電 壓許可值和電流許可值解決的辦法是，其特征是所述M工作方式的LED通電發(fā)光電路在采用過零型電源開關(guān)的同時還采用交流電容器 CM降壓，所述電源開關(guān)是由輸入控制電路、光電耦合器(2)和雙向晶閘管VS及輔助電路組 合的過零型電源開關(guān)，限流電阻Ri與開關(guān)K串聯(lián)后跨接于光電耦合器(2)的腳l和直流電 源正端，腳2接直流電源負(fù)端，構(gòu)成輸入控制電路，輔助電路包括限流電阻R2、防誤觸發(fā)電阻 &、防電擊電阻R4，電阻R2與電容CM串聯(lián)(串接點為A)后跨接于光電耦合器(2)的腳6和 電源^的L端，電阻R4與CM并聯(lián)連接在關(guān)斷電源仏后作CM放電通路防電擊，雙向晶閘管 VS的主電極T2接串接點A， LED負(fù)載(6)跨接于VS的主電極1\和電源仏的N端，VS的門 極G接光電耦合器(2)的腳4，電阻R3跨接于VS的主電極L和門極G，開關(guān)K關(guān)斷時，光電 耦合器(2)輸入端LED無電流不發(fā)光，輸出部分腳6、腳4不相通，開關(guān)K在時間l接通后 輸入部分LED有正向觸發(fā)電流而發(fā)光，輸出部分光敏雙向晶閘管受光照射的同時輸出部分 電源仏電壓過零時光敏雙向晶閘管呈導(dǎo)通狀態(tài)即腳6與腳4相通，雙向晶閘管VS的主電極 T2經(jīng)電阻1 2、腳6、腳4到門極G構(gòu)成觸發(fā)通路而觸發(fā)VS導(dǎo)通接通主電路，接通主電路的瞬 間LED負(fù)載(6)得到的電壓^的瞬時值是0 25伏低電壓，接通主電路之后電源仏落在 降壓電容器CM和LED負(fù)載(6)上，本例的過零型電源開關(guān)是選用了第(2)例所述的過零型 電源開關(guān)，本例所述的過零型電源開關(guān)也可選用第(1)例或第(3)例或第(4)例或第(5) 例或第(6)例所述的過零型電源開關(guān)，上述電源仏是100 240V、50 60HZ是人們慣用 的市電電源是為了便于說明，實際上本發(fā)明所述LED通電發(fā)光電路適用的電源仏的電壓可 低于100V也可高至400V、頻率可低于50HZ也可高至400HZ。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于照明或信息顯示的LED通電發(fā)光電路，該電路由電源、LED負(fù)載和電源開關(guān)組成，LED負(fù)載由多個LED按串、并聯(lián)方法合理組合成單向性LED負(fù)載和雙向性LED負(fù)載，本發(fā)明LED通電發(fā)光電路采用的電源開關(guān)是由電子電路產(chǎn)生并控制脈沖信號(或驅(qū)動電壓)觸發(fā)(或驅(qū)動)開關(guān)器件在電源電壓過零時接通LED通電發(fā)光電路使LED通電發(fā)光電路可以使用世界現(xiàn)行的100V～240V、50～60Hz的市電電源供電而不需使用電源變換器，使LED通電發(fā)光電路產(chǎn)品的成本、耗電和故障率均降低。
文檔編號G09G3/32GK101711067SQ20091025879
公開日2010年5月19日 申請日期2009年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月14日
發(fā)明者羅宏基 申請人:羅宏基