專利名稱：帶整流電路的裝飾燈串的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燈飾領(lǐng)域，尤其是一種連接一個(gè)或多個(gè)LED裝飾燈串的帶整流電路的電路結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
由于發(fā)光二極管(LED)具有可靠、低耗能、低工作溫度以及長(zhǎng)使用壽命等優(yōu)越性能，LED圣誕燈飾和LED裝飾燈飾在人們的生活當(dāng)中越來越普及。LED燈飾的制造商在最大化提高LED燈亮度和其它優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，總是想盡各種辦法來縮小LED燈飾與傳統(tǒng)白熾燈燈飾的生產(chǎn)成本之間的差距。
眾所周知，LED燈在直流電源下工作能夠發(fā)揮出高亮度和長(zhǎng)壽命的優(yōu)點(diǎn)。然而，如圖1所示，在現(xiàn)有技術(shù)中使用的全橋整流電路，不僅電路中的整流二極管容易過載，存在安全隱患，同時(shí)電線數(shù)量多，影響燈串的外觀。當(dāng)燈串中包含一個(gè)LED串聯(lián)段和一個(gè)尾插時(shí)，就需要4條連接導(dǎo)線，當(dāng)含有兩個(gè)或以上的LED串聯(lián)段時(shí)，就需要5條或以上的連接導(dǎo)線。
為節(jié)省電線的數(shù)量從而降低生產(chǎn)成本，對(duì)圖1的技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，如圖2所示，該技術(shù)的主要特征是將整流電路中的四個(gè)整流二極管分開放置于電路的兩邊，這樣電路就只須3條導(dǎo)線即可。但是當(dāng)多個(gè)LED串聯(lián)段并聯(lián)連接，連接導(dǎo)線的數(shù)量也隨之增加，當(dāng)燈串包含兩個(gè)LED串聯(lián)段時(shí)需要四條導(dǎo)線(三個(gè)LED串聯(lián)段時(shí)需要五條導(dǎo)線，如此類推)，因此在只有1-2個(gè)LED串聯(lián)段時(shí)節(jié)省一條導(dǎo)線可下降成本20％-25％，但在并聯(lián)更多的LED串聯(lián)段時(shí)，節(jié)省一條導(dǎo)線對(duì)成本的意義已經(jīng)不大，嚴(yán)重限制了燈串的設(shè)計(jì)和使用，并且令生產(chǎn)流程變得更為復(fù)雜。
而且，當(dāng)燈串包含多個(gè)LED串聯(lián)段時(shí)，使用圖1、圖2所示的電路連接方式均存在安全隱患。由于并聯(lián)多個(gè)LED串聯(lián)段，負(fù)載(總電流)增加，交流-直流轉(zhuǎn)換裝置(整流二極管)會(huì)迅速升溫而導(dǎo)致過熱，因此，上述兩種連接方式對(duì)LED串聯(lián)段的數(shù)量都有嚴(yán)格的限制。
而且，為了降低LED燈的電壓并延長(zhǎng)使用壽命，人們迫切希望能夠減少直流脈沖以使LED電流峰值最小化，這在現(xiàn)有技術(shù)中仍未能有效解決。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有上述提及到的現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種帶整流電路的裝飾燈串，其使用安全，外形美觀，使用壽命長(zhǎng)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種帶整流電路的裝飾燈串，包括--前插與尾插，前插與尾插通過兩導(dǎo)線串聯(lián)連接；--全橋整流電路，該全橋整流電路的交流輸入端分別與兩導(dǎo)線連接；--LED串聯(lián)段，串聯(lián)于全橋整流電路的直流輸出正極和負(fù)極之間；其特征在于所述的前插端和尾插端分別設(shè)有一個(gè)全橋整流電路，該兩個(gè)全橋整流電路之間串接一LED串聯(lián)段，LED串聯(lián)段的正極與其中一個(gè)全橋整流電路的直流輸出端的正極連接，LED串聯(lián)段的負(fù)極與另一個(gè)全橋整流電路的直流輸出端的負(fù)極連接，全橋整流電路的交流輸入端串連有至少一個(gè)降壓元件。
所述的兩個(gè)全橋整流電路空置的直流輸出極之間再串接有一LED串聯(lián)段。
所述的LED串聯(lián)段中插接有一個(gè)或一個(gè)以上的全橋整流電路，該全橋整流電路(05)的交流輸入端分別串連至少一個(gè)降壓元件(31)后與兩導(dǎo)線(21)連接。
所述的LED串聯(lián)段與全橋整流電路的直流輸出負(fù)極之間串聯(lián)有降壓元件。
本發(fā)明的連接電路中包括設(shè)置在前插的全橋整流電路，以及1至2個(gè)LED串聯(lián)段。整流控制電路還包括一個(gè)或多個(gè)降壓及/或?yàn)V波元件，目的是為了降低或限制LED的驅(qū)動(dòng)電流，降低(過濾)直流脈沖。在LED串聯(lián)段中串聯(lián)有一個(gè)或一個(gè)以上的全橋整流電路，令其中每個(gè)整流電路和每段LED串聯(lián)段與前插端整流控制電路和第一段LED串聯(lián)段形成并聯(lián)連接，每個(gè)整流電路和每段LED串聯(lián)段獨(dú)立于在先或和隨后的電路部分，這樣就排除了現(xiàn)有技術(shù)中整流二極管由于電流增加而過熱導(dǎo)致的安全隱患。
本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是突破了現(xiàn)有技術(shù)的限制，設(shè)計(jì)幾乎不受限制，非常靈活。例如，當(dāng)燈串無須尾插時(shí)，只需要兩條導(dǎo)線，取消了如圖2所示的現(xiàn)有技術(shù)中的第三條連接導(dǎo)線和虛擬插頭。帶尾插的燈串由一或兩個(gè)LED串聯(lián)段組成，無須額外的元件；或者由若干段不受數(shù)量限制的LED串聯(lián)段首尾連接形成一連續(xù)的長(zhǎng)燈串，連接器的采用與否只取決于燈串的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度。連續(xù)的燈串的長(zhǎng)度只受到連接導(dǎo)線或保險(xiǎn)絲的允許功率的限制。另外，由于每個(gè)橋式整流電路和每段LED串聯(lián)段是獨(dú)立的并聯(lián)連接，因此在同個(gè)燈串中可被整流電路分隔成若干段不同LED數(shù)量的LED串聯(lián)段并聯(lián)連接。例如第一段LED串聯(lián)段包括有75個(gè)LED燈，并聯(lián)的第二段LED串聯(lián)段可只有25個(gè)LED燈，而并聯(lián)的第三段則含有50個(gè)LED燈。
本發(fā)明的另一個(gè)特征是，燈串首尾的兩個(gè)橋式整流電路中空置的直流輸出端可作為其他各種附加件的電源，例如音樂、動(dòng)畫、電影、動(dòng)畫設(shè)備等附加件，或者是獨(dú)立的電流控制裝置，例如需要一個(gè)獨(dú)立的不對(duì)燈串產(chǎn)生影響的電源的差分式放大電路(FET)，或者其它更多的合適的附加件。這在前述的在先技術(shù)中是不可能實(shí)現(xiàn)的。
由于連接導(dǎo)線的數(shù)量不用隨LED串聯(lián)段的增加而增加，因此生產(chǎn)成本自然下降。如圖1所示的在先技術(shù)，并聯(lián)多個(gè)LED串聯(lián)段時(shí)需要5條連接導(dǎo)線；如圖2所示的在先技術(shù)，每增加一個(gè)LED串聯(lián)段，就要增加一條連接導(dǎo)線；而本發(fā)明中，無論并聯(lián)多上個(gè)LED串聯(lián)段，最多也只需要2到3條連接導(dǎo)線。
生產(chǎn)制造過程也大大簡(jiǎn)化了，而且由于相同電路結(jié)構(gòu)的重復(fù)使用，使生產(chǎn)效率提高，從而允許通用電子元件的集中生產(chǎn)。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中燈串的電路連接圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中燈串的另一種電路連接圖；圖3A是LED燈串的交流輸入電壓曲線圖，圖3B是按圖1所示電路連接后LED的電流曲線圖，圖3C是按圖2所示電路連接后LED的電流曲線圖，圖3D是本發(fā)明的連接電路中LED的電流曲線圖；圖4A、4B、4C分別是本發(fā)明的三種不同結(jié)構(gòu)的電路連接圖；圖5A、5B分別是本發(fā)明另一結(jié)構(gòu)的電路連接圖和外觀圖；圖6是本發(fā)明連接有附加件的電路連接圖。
具體實(shí)施例方式
以下通過實(shí)際的例子結(jié)合附圖來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但此特定例子并不對(duì)本發(fā)明作限定。
如圖4A-4C所示，本發(fā)明包含一個(gè)常見的交流輸入電源01、前插02、前整流控制電路03、平行的兩導(dǎo)線21、串聯(lián)導(dǎo)線20、LED串聯(lián)段30、降壓元件31、后整流控制電路08、包含有可為其他燈串輸出交流電壓的交流輸出電源06的尾插07。
整流控制電路中包括全橋整流電路05以及串聯(lián)在其交流輸入端的降壓元件，可降低直流輸出正極的電壓，降低(過濾)直流脈沖的峰值。圖3A是LED燈串的交流輸入電壓曲線圖；圖3B是按圖1所示電路連接后LED燈串的直流電流曲線圖；圖3C是按圖2所示電路連接后LED燈串的直流電流曲線圖；圖3D是本發(fā)明的連接電路中LED燈串的直流電流曲線圖，分別顯示了不同結(jié)構(gòu)電路中LED燈驅(qū)動(dòng)電流的最小、平均、最大值。從上述圖中可知，采用本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)的直流脈沖的峰值最小，因此LED的使用壽命最長(zhǎng)。
實(shí)施例1如圖4A所示，當(dāng)只需要使用一個(gè)LED串聯(lián)段時(shí)，可省略尾插07，將電路簡(jiǎn)化成只包括前插02，一個(gè)全橋整流電路05以及一個(gè)LED串聯(lián)段。前插02與交流輸入電源01連接，設(shè)置于前插02端的前整流控制電路03包含一個(gè)完整的全橋整流電路05以及調(diào)壓/濾波元件。全橋整流電路05的交流輸入端串聯(lián)有一個(gè)或兩個(gè)降壓元件31后通過兩導(dǎo)線21與前插02連接。一個(gè)LED串聯(lián)段03串聯(lián)于全橋整流電路05的直流輸出正極和負(fù)極之間，形成回路。LED串聯(lián)段30與全橋整流電路05的直流輸出負(fù)極之間串聯(lián)有降壓元件31。降壓元件可采用可調(diào)電阻，例如變阻器、電容、飽和晶體管、限流二極管(CLD)或其他阻抗元件。在全橋整流電路05直流輸出的正極和負(fù)極端之間并聯(lián)有可調(diào)直流濾波電容。該可調(diào)直流濾波電容可降低LED燈驅(qū)動(dòng)電流的峰值，這樣可以最大限度延長(zhǎng)LED燈的壽命，但它并非是本電路必須的元器件。
實(shí)施例2圖4B是本發(fā)明中最基本的結(jié)構(gòu)形式。包括有通過兩導(dǎo)線21串聯(lián)連接的前插02和尾插07，分置于前插02和尾插07兩端的前整流控制電路03和后整流控制電路08，一個(gè)LED串聯(lián)段30串聯(lián)于前整流控制電路03的直流輸出正極和后整流控制電路08的直流輸出負(fù)極之間，構(gòu)成完整的電路，整個(gè)電路中只有3條導(dǎo)線。前整流控制電路03和該后整流控制電路08均包含有一全橋整流電路05，其交流輸入端同樣串連有至少一個(gè)降壓元件后與兩導(dǎo)線21連接。在全橋整流電路05交流端之間并聯(lián)有可調(diào)直流濾波電容。LED串聯(lián)段30與全橋整流電路05的直流輸出負(fù)極之間串聯(lián)有降壓元件31。
實(shí)施例3如圖4C所示，包括有通過兩導(dǎo)線21串聯(lián)連接的前插02和尾插07，分置于前插02和尾插07兩端的前整流控制電路03和后整流控制電路08，兩個(gè)LED串聯(lián)段30，其中一個(gè)LED串聯(lián)段30與實(shí)施例2相同，串聯(lián)于前整流控制電路03的直流輸出正極和后整流控制電路08的直流輸出負(fù)極之間構(gòu)成完整的電路；而另一個(gè)LED串聯(lián)段30串聯(lián)于前整流控制電路03的空置的直流輸出負(fù)極和后整流控制電路08的空置的直流輸出正極之間構(gòu)成完整的電路。在本實(shí)施例，電路中的兩個(gè)LED串聯(lián)段形成并聯(lián)連接，可減少導(dǎo)線數(shù)量，降低制造成本。
前整流控制電路03和該后整流控制電路08均包含有一全橋整流電路05，其交流輸入端同樣串連有至少一個(gè)降壓元件后與兩導(dǎo)線21連接。在全橋整流電路05交流端之間并聯(lián)有可調(diào)直流濾波電容。LED串聯(lián)段30與全橋整流電路05的直流輸出負(fù)極之間串聯(lián)有降壓元件31。
實(shí)施例4以實(shí)施例2為基礎(chǔ)，在LED串聯(lián)段30中可插接有一個(gè)或一個(gè)以上中間整流控制電路11，使整條LED串聯(lián)段30分割成多個(gè)LED分段，該中間整流控制電路11含有全橋整流電路05，其交流輸入端同樣分別串連至少一個(gè)降壓元件后與兩導(dǎo)線21連接，形成整流堆的模式。中間整流控制電路11將燈串分成多路頭尾相互接的的LED分段，這樣就可以根據(jù)需要制造出足夠長(zhǎng)的LED燈串而無需考慮整流二極管由于功率不足而發(fā)熱過度的安全隱患。在如5A所示的實(shí)施方式中，LED串聯(lián)段30中插接有一個(gè)中間整流控制電路11，使整條LED串聯(lián)段30分割成兩個(gè)LED分段，中間整流控制電路11的直流輸出負(fù)極與前一燈串段的負(fù)極連接，而中間整流控制電路11的直流輸出正極與后一燈串段的正極連接，從而串接成一個(gè)長(zhǎng)條形的燈串。
此外，每路LED分段與全橋整流電路05的直流輸出負(fù)極之間串聯(lián)有降壓元件31。中間整流控制電路11通過塑料包封后，串接于長(zhǎng)燈串中間(如圖5B)。圖5A中的連接電路，包括前整流控制電路03、后整流控制電路08和若干個(gè)中間整流控制電路11(中間整流控制電路11的數(shù)量根據(jù)LED串聯(lián)段中的并聯(lián)路數(shù)來確定)，這樣的設(shè)計(jì)令LED串聯(lián)段中的LED數(shù)量不再受到限制，可減少制造難度，達(dá)到制造成本最小化。
如圖5B所示，前插02與前整流控制電路03組合安裝成一體化的插頭04，尾插07與后整流控制電路08組合安裝成一體化的連接器09?；蛘?，也可如圖6所示，前插02采用普通電源插頭，前整流控制電路03通過塑料包封后串接于前插02和LED串聯(lián)段30之間，構(gòu)成前整流控制裝置，附加件通過與前整流控制裝置連接獲得獨(dú)立的電源。而尾插07采用一般插拔式連接器，后整流控制電路08通過塑料包封后串接于尾插07和LED串聯(lián)段30之間，構(gòu)成后整流控制裝置，同樣，附加件可通過與后整流控制裝置連接獲得獨(dú)立的電源。
實(shí)施例5前整流控制電路03和后整流控制電路08空置的直流終端可以作為需要獨(dú)立電源的FET的電源，可提供恒流電源給LED燈串。該直流終端也可以用來做其他附加件的電源(見圖6)，如驅(qū)動(dòng)馬達(dá)50，火車燈頭51，發(fā)聲裝置52等，增加裝飾燈串的裝飾特性，而無需額外增加電源接入裝置，節(jié)省材料和生產(chǎn)成本。
如圖6所示，前插02采用普通電源插頭，前整流控制電路03通過塑料包封后串接于前插02和LED串聯(lián)段30之間，構(gòu)成前整流控制裝置，附加件通過與前整流控制裝置連接獲得獨(dú)立的電源。而尾插07采用一般插拔式連接器，后整流控制電路08通過塑料包封后串接于尾插07和LED串聯(lián)段30之間，構(gòu)成后整流控制裝置，同樣，附加件可通過與后整流控制裝置連接獲得獨(dú)立的電源，這是現(xiàn)有技術(shù)中無法實(shí)現(xiàn)的。
眾所周知，串聯(lián)支路上的電壓元件和LED串聯(lián)段的位置可以互換，在此不作限制。
權(quán)利要求
1.一種帶整流電路的裝飾燈串，包括--前插(02)與尾插(07)，前插(02)與尾插(07)通過兩導(dǎo)線(21)串聯(lián)連接；--全橋整流電路(05)，該全橋整流電路(05)的交流輸入端分別與兩導(dǎo)線(21)連接；--LED串聯(lián)段(30)，串聯(lián)于全橋整流電路(05)的直流輸出正極和負(fù)極之間；其特征在于所述的前插端和尾插端分別設(shè)有一個(gè)全橋整流電路(05)，該兩個(gè)全橋整流電路(05)之間串接一LED串聯(lián)段(30)，LED串聯(lián)段(30)的正極與其中一個(gè)全橋整流電路(05)的直流輸出端的正極連接，LED串聯(lián)段(30)的負(fù)極與另一個(gè)全橋整流電路(05)的直流輸出端的負(fù)極連接，全橋整流電路(05)的交流輸入端串連有至少一個(gè)降壓元件(31)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶整流電路的裝飾燈串，其特征在于所述的兩個(gè)全橋整流電路(05)空置的直流輸出極之間再串接有一LED串聯(lián)段(30)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶整流電路的裝飾燈串，其特征在于所述的LED串聯(lián)段(30)中插接有一個(gè)或一個(gè)以上的全橋整流電路(05)，該全橋整流電路(05)的交流輸入端分別串連至少一個(gè)降壓元件(31)后與兩導(dǎo)線(21)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶整流電路的裝飾燈串，其特征在于所述的LED串聯(lián)段(30)與全橋整流電路(05)的直流輸出負(fù)極之間串聯(lián)有降壓元件(31)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的帶整流電路的裝飾燈串，其特征在于所述的降壓元件(31)為可調(diào)電阻、變阻器、電容、飽和晶體管或限流二極管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的帶整流電路的裝飾燈串，其特征在于所述全橋整流電路(05)的交流輸入端之間并聯(lián)有一直流濾波電容。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的帶整流電路的裝飾燈串，其特征在于所述的前插(02)與全橋整流電路(05)、降壓元件組合安裝成一體化的插頭(04)，所述的尾插(07)與全橋整流電路(05)、降壓元件組合安裝成一體化的連接器(09)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的帶整流電路的裝飾燈串，其特征在于所述的前插(02)端的全橋整流電路(05)、降壓元件通過塑料包封后連接于前插(02)和LED串聯(lián)段(30)之間，構(gòu)成插頭和前整流控制裝置(03)兩部分，所述的尾插端的全橋整流電路(05)、降壓元件通過塑料包封后連接于尾插(07)和LED串聯(lián)段(30)之間，構(gòu)成連接器和后整流控制裝置(08)兩部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的帶整流電路的裝飾燈串，其特征在于所述的前插端或尾插端的全橋整流電路(05)空置的直流輸出端作為一電源輸出與附加件連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帶整流電路的裝飾燈串，包括前插與尾插，前插與尾插通過兩導(dǎo)線串聯(lián)連接；全橋整流電路，該全橋整流電路的交流輸入端分別與兩導(dǎo)線連接；LED串聯(lián)段，串聯(lián)于全橋整流電路的直流輸出正極和負(fù)極之間；其特征在于所述的前插端和尾插端分別設(shè)有一個(gè)全橋整流電路，該兩個(gè)全橋整流電路之間串接一LED串聯(lián)段，全橋整流電路的交流輸入端串連有至少一個(gè)降壓元件。本發(fā)明可降低或限制LED的驅(qū)動(dòng)電流，降低(過濾)直流脈沖，排除LED過熱導(dǎo)致的安全隱患，而且設(shè)計(jì)幾乎不受限制，非常靈活，另外，還可充當(dāng)其他各種附加件的電源。
文檔編號(hào)F21S4/00GK1794890SQ20051011309
公開日2006年6月28日 申請(qǐng)日期2005年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月13日
發(fā)明者大衛(wèi)·艾倫 申請(qǐng)人:光纖設(shè)計(jì)公司