一種省線led燈串簇的輸出電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種省線LED燈串及省線LED燈串簇的輸出電路。所述的省線LED燈串包括兩根電線和至少一組子燈串，每組子燈串包含1～100個LED，每組子燈串并聯(lián)于所述的兩根電線上。一種N串省線LED燈串簇，由N串所述的省線LED燈串相互串聯(lián)組合，相同的電路節(jié)點用同一根電線連接，連接所述N串省線LED燈串簇所需的電線數(shù)目為N+1條，N為正整數(shù)。所述的輸出電路包括電源、控制模塊、驅(qū)動模塊、所述的省線LED燈串簇；所述的控制模塊產(chǎn)生驅(qū)動信號送給驅(qū)動模塊，所述的驅(qū)動模塊和省線LED燈串簇相連接；所述的電源與驅(qū)動模塊相連接，電源為驅(qū)動模塊供電。采用本發(fā)明所述的輸出電路，可以取得傳統(tǒng)連接方式同樣的顯示效果，同時大幅度節(jié)省了電線，簡化了工藝，降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】一種省線LED燈串簇的輸出電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圣誕燈、節(jié)日燈、裝飾燈領(lǐng)域，尤其涉及一種LED燈串簇的輸出電路?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]隨著社會的發(fā)展，生活水平的提高，LED燈串不但廣泛應(yīng)用于圣誕節(jié)等各種節(jié)日的應(yīng)景裝飾，而且應(yīng)用于家庭裝修及各種娛樂場所。與傳統(tǒng)的白熾燈串相比，LED燈有著不可比擬的優(yōu)點，如能耗低，色彩艷麗。通過選取不同單色的LED配以彩色的燈串結(jié)合相應(yīng)的控制方法，可以產(chǎn)生常亮、漸變、
閃爍等多種燈光顯示效果，燈串的長度、路數(shù)、每一路的LED個數(shù)可以根據(jù)具體要求定制。傳統(tǒng)多路燈串接線方法為共陽極，不共陰極，先串聯(lián)后并聯(lián)的連接方式。如圖2所示為傳統(tǒng)接法的連接示意圖，兩路LED燈串，每路含100個LED，其連接方式是將LAlO、LAlI……LA19十個LED串聯(lián)成第一組子燈串直到LA100、LAlOI……LA109十個LED串聯(lián)成第十組子燈串，然后把這10組子燈串全并聯(lián)組成一路LED燈串；另一路含100個LED的燈串也一樣組成。最后，兩路LED燈串采取共陽極的方法一根線接正電源，每路陰極都單獨引一根線出來接驅(qū)動引線連控制模塊以實現(xiàn)不同的顯示效果。這樣2路LED燈串至少要3根線。如果是N路LED燈串，至少要N+1根線。根據(jù)這類產(chǎn)品的相關(guān)規(guī)定，線通常是銅線而且有最小截面積的限定。每路LED燈串中LED數(shù)目越多，銅線越長，再考慮到驅(qū)動電流在銅線上的壓降，銅線需要越粗，銅線越長越粗，材料成本越高；再考慮到每路LED燈串里有串聯(lián)有并聯(lián)的子燈串，連線復(fù)雜性增加，生產(chǎn)工藝更復(fù)雜，同時也進(jìn)一步增加了銅線的消耗量,帶來材料成本和生產(chǎn)成本的上升。銅線成本在整個LED燈串產(chǎn)品中占的比例是相當(dāng)高的，甚至可達(dá)50%以上，但根據(jù)相關(guān)產(chǎn)品電線最小截面積的規(guī)定不能單純靠減少線徑去減少用銅量，要靠減少連接電線的數(shù)目。同時隨著原材料成本和生產(chǎn)成本的上漲，這種傳統(tǒng)接線方法更加嚴(yán)重削弱了產(chǎn)品的市場競爭力，同時考慮到這種LED燈串產(chǎn)品的巨大使用量以及隨著節(jié)能環(huán)保的需要LED燈串產(chǎn)品更加廣泛的 使用，其當(dāng)前和將來預(yù)期造成的浪費也是相當(dāng)巨大的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種省線LED燈串和一種省線LED燈串簇的輸出電路。這種特殊連接方式的LED燈串和LED燈串輸出電路，在取得與傳統(tǒng)連接方式同樣的顯示效果的前提下，大幅度減少電線的使用量，降低了成本，節(jié)約了材料，同時克服電線過長線路壓降損耗帶來的電線上各處電壓不均的問題。所述的顯示效果指LED燈串亮、暗帶給人的視覺感受。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下:
1.提出一種省電線連接的省線LED燈串簇，適用于N串省線LED燈串連接(一串及一串以上的省線LED燈串的連接，N為正整數(shù))，采用本方案可減少電線的使用量和連接的復(fù)雜程度，降低成本，節(jié)約材料；
2.提出一種省線LED燈串簇的輸出電路，包括所述省線LED燈串簇，能夠取得與傳統(tǒng)連接方式同樣的顯示效果，同時大幅度減少電線的使用量，降低了成本，節(jié)約了材料；
3.提出一種省線LED燈串簇的輸出電路，在省線LED燈串簇電線過長、電流弓丨起的線路壓降損耗不可忽略的情況下，可以均衡線上各處的壓降。
[0005]進(jìn)一步地，對一串LED燈串的連接的情形，本發(fā)明提出一種省線LED燈串，所述的省線LED燈串包括兩根電線和至少一組子燈串，每組子燈串包含I?100個LED，每組子燈串并聯(lián)于所述的兩根電線上。每組子燈串就是每個并聯(lián)的支路。一串省線LED燈串含有至少一組包含LED的支路。
[0006]進(jìn)一步地，所述的省線LED燈串，可以是每組子燈串還包括串聯(lián)的電阻。串聯(lián)的電阻可以是一個或多個電阻。此處串聯(lián)的電阻指串聯(lián)于每組子燈串主回路中的電阻，把一組子燈串作為一個支路，即流過該電阻的電流等于流過該子燈串的總電流。
[0007]進(jìn)一步地，所述的省線LED燈串，可以是所述的每組子燈串之間以并聯(lián)結(jié)合正、反交替的方式相連接；所述的正、反交替的方式相連接中正連接的子燈串和反連接的子燈串?dāng)?shù)量相等或不相等；所述的每組子燈串中LED連接方向相同；所述的正連接是以任意指定兩根電線中的一根為參考導(dǎo)線，在所述的參考導(dǎo)線上施加能使LED導(dǎo)通的正電壓，施加負(fù)電壓于另外一根電線上，所有含正向?qū)ǖ腖ED的子燈串為所述參考導(dǎo)線的正連接，其余子燈串定為所述參考導(dǎo)線的反連接。正連接和反連接的數(shù)量和連接方式可以是有規(guī)律的，也可以是沒有規(guī)律的。
[0008]進(jìn)一步地，所述的正、反交替的方式的可以是周期性正、反交替的方式。所述的周期性正、反交替的方式是指有周期性規(guī)律重復(fù)出現(xiàn)的連接方式。例如，一正一反，兩正兩反，兩正三反，I正J反的交替連接，I和J都為正整數(shù)，I和J相同或者不同。也可以一正兩反三正為周期重復(fù)連接等。
[0009]進(jìn)一步地，所述的每組子燈串是一個LED，或者一個LED和與之串聯(lián)的電阻。
[0010]如圖4所示，以上所述的省線LED燈串優(yōu)選方案是每組子燈串是一個LED，每組子燈串是一正一反周期性正、反交替的方式并聯(lián)連接。
[0011]如圖5所示，以上所述的省線LED燈串優(yōu)選方案是每組子燈串是一個LED和與之串聯(lián)的電阻，每組子燈串是一正一反周期性正、反交替的方式并聯(lián)連接。
[0012]采用上述省線LED燈串的連接方式，能把傳統(tǒng)連接方式兩路的LED燈串合并為一串省線LED燈串，連線數(shù)目減少，同時減少了子燈串內(nèi)部LED之間的連線。
[0013]進(jìn)一步地，所述的省線LED燈串還包括并聯(lián)于所述的兩根電線上的，一組或多組不含LED的子燈串。一串省線LED燈串也可以有不包含LED的支路。這種省線LED燈串可以由圖4所示連接改進(jìn)而成，在圖4連接中增加不含LED的子燈串。例如在Lll兩端并聯(lián)電阻或者電容構(gòu)成的子燈串。
[0014]這種省線LED燈串也可以由圖5所示連接改進(jìn)而成，在圖5連接中增加不含LED的子燈串。例如在由Lll和Rll組成的子燈串兩端并聯(lián)電阻或者電容構(gòu)成的子燈串。
[0015]進(jìn)一步地，對N串省線LED燈串的連接的情形，本發(fā)明提出一種N串省線LED燈串簇，由N串所述的省線LED燈串組合而成，N串所述的省線LED燈串相互串聯(lián)，相同的電路節(jié)點用同一根電線連接，連接所述N串省線LED燈串簇所需的電線數(shù)目為N+1條，N為正整數(shù)，一串省線LED燈串是N為I時的特例。
[0016]采用以上的連接方式，通過兩串省線LED燈串串聯(lián)時候相同電路節(jié)點共用一根電線，減少了多串情況下連線的數(shù)目。N串省線LED燈串如果一串一串單獨連接，需要2N根線，改進(jìn)后只需要N+1根線，節(jié)省了電線，一串省線LED燈串作為N為I時的特例也成立，需要兩根電線連接。傳統(tǒng)接法的2N路LED燈串連接相當(dāng)于N串省線LED燈串簇。傳統(tǒng)的連接方式需要2N+1根線。如圖9、圖10所示，三串省線LED燈串簇的連接，如果分為三串省線LED燈串單獨連線，每串二根線，外部連接這三串省線LED燈串就需要六根線；現(xiàn)在把三串省線LED燈串串聯(lián)，相同的電路節(jié)點采用一根電線，組合成一個三串省線LED燈串簇，夕卜部連接這個三串省線LED燈串簇就只需要四根電線。如果按傳統(tǒng)接法，則需要七根線。按照本發(fā)明的連接方式，大大節(jié)省了電線。
[0017]進(jìn)一步地，所述的省線LED燈串簇中，優(yōu)選方案所選的電線線材為銅線，所述的銅線為含有銅元素成分的電線。
[0018]進(jìn)一步地,本發(fā)明提出一種省線LED燈串簇的輸出電路,所述的輸出電路包括電源、控制模塊、驅(qū)動模塊和省線LED燈串簇，所述的控制模塊根據(jù)需要的模式產(chǎn)生驅(qū)動信號送給驅(qū)動模塊，所述的驅(qū)動模塊和省線LED燈串簇相連接，所述的驅(qū)動模塊用于對省線LED燈串簇內(nèi)每串省線LED燈串實現(xiàn)正、反電流控制；所述的電源與驅(qū)動模塊相連接，電源為驅(qū)動模塊供電。圖9和圖10是包含三串省線LED燈串簇的輸出電路?？刂颇K包括控制器，控制器可以是單片機。
[0019]進(jìn)一步地，作為優(yōu)選，當(dāng)省線LED燈串簇電線過長電流引起的線路壓降損耗不可忽略的情況下，可以采取下述連接方式:所述的輸出電路中，所述的省線LED燈串簇的每串省線LED燈串的第一根線的第一個端頭連接驅(qū)動模塊的一根引出線；屬于第二根線的，距離這串省線LED燈串第一根線第一個端頭最遠(yuǎn)的端頭連接驅(qū)動模塊的另外一根引出線。采用這樣的連接方式，可以均衡線上各處的壓降。圖12是采用這樣連接方式的一串省線LED燈串，當(dāng)電線過長電流引起的線路壓降損耗不可忽略時可以均衡線上各處的壓降。
[0020]進(jìn)一步地，所述的輸出電路還可以包括限流模塊，所述的限流模塊與驅(qū)動模塊相連接，對通過省線LED燈串簇的最大電流進(jìn)行限制，起到保護(hù)作用。限流模塊可以是一個或多個電阻。如圖11所示的限流模塊是電阻RL。
[0021]進(jìn)一步地，所述的輸出電路包括的電源可以為直流電源。
[0022]進(jìn)一步的，直流電源選自:DC_DC，AC-DC,電池或電池組，線性直流電源或者LD0，AC電源整流后獲得的直流電源。
[0023]進(jìn)一步地，所述的驅(qū)動模塊包括開關(guān)及開關(guān)附屬元件，開關(guān)組成全橋驅(qū)動線路與省線LED燈串簇相連接。
[0024]進(jìn)一步地，所述的全橋驅(qū)動線路選自兩相全橋、三相全橋、L相全橋，其中兩相全橋包含兩相相互并聯(lián)的獨立橋臂，每相橋臂上下端各一個開關(guān)，共四個開關(guān)組成，一路電源輸入，正極接所有上開關(guān)的功率電流輸入端，負(fù)極接所有下開關(guān)的功率電流輸出端，各相橋臂上開關(guān)的功率電流輸出端和下開關(guān)的功率電流輸入端連接到一起，最多兩根引出線，分別引自各相橋臂上開關(guān)的功率電流輸出端，可連接一串省線LED燈串；其中三相全橋包含三相相互并聯(lián)的獨立橋臂，其中每相橋臂上下各一個開關(guān)，共六個開關(guān)，一路電源輸入，正極接所有上開關(guān)的功率電流輸入端，負(fù)極接所有下開關(guān)的功率電流輸出端，各相橋臂上開關(guān)的功率電流輸出端和下開關(guān)的功率電流輸入端連接到一起，最多三根引出線，分別引自各相橋臂上開關(guān)的功率電流輸出端，可連接三串省線LED燈串簇；其中L相全橋包含L相相互并聯(lián)的獨立橋臂，其中每相橋臂上下各一個開關(guān)，共2L個開關(guān)，一路電源輸入，正極接所有上開關(guān)的功率電流輸入端，負(fù)極接所有下開關(guān)的功率電流輸出端，各相橋臂上開關(guān)的功率電流輸出端和下開關(guān)的功率電流輸入端連接到一起，最多L根引出線，分別引自各相橋臂上開關(guān)的功率電流輸出端，可連接一個L* (L-1) /2串省線LED燈串簇，L為二以上的正整數(shù)，L* (L-1)/2為此時連接的省線LED燈串簇所能包括的省線LED燈串的最大串?dāng)?shù)。一般地，L相全橋驅(qū)動可連接一個(L-1) *(L-2)/2+1串至L* (L-1)/2串之間任一個數(shù)量的串?dāng)?shù)的省線LED燈串組成的省線LED燈串簇，也可以連接一個比(L-1)*(L-2)/2+1串更少的串?dāng)?shù)的省線LED燈串簇。例如，L為3時，3相全橋驅(qū)動能連接一個2串省線LED燈串簇，或者一個3串省線LED燈串簇，也可以連接一串LED省線燈串。這個省線LED燈串簇最多由3串省線LED燈串組成，但不能連接由4串或者4串以上的省線LED燈串組成的LED省線燈串簇。
[0025]進(jìn)一步地，所述的開關(guān)為至少一個開關(guān)管。圖6是采用兩相全橋的驅(qū)動模塊示意圖。
[0026]進(jìn)一步地，所述的開關(guān)管為三極管或場效應(yīng)管或雙向可控硅。
[0027]進(jìn)一步地，所述的三極管為PNP型三極管或NPN型三極管。圖7是三極管構(gòu)成的兩相全橋輸出電路。圖9，圖10是三極管構(gòu)成的三相全橋輸出電路。
[0028]進(jìn)一步地，所述的場效應(yīng)管為P型MOS管或N型MOS管。圖8是MOS管構(gòu)成的兩相全橋輸出電路。開關(guān)管選取也可以采用混合選取，例如上管用PNP三極管，下管用N型MOS管；上管用P型MOS管，下管用NPN三極管。
[0029]全橋線路可以根據(jù)驅(qū)動信號控制每串省線LED燈串中的正向連接和反向連接的LED導(dǎo)通和關(guān)斷，實現(xiàn)亮、暗的效果；也可以選擇性地使特定的開關(guān)管高頻地切換開通，再利用人眼視覺的余暉效應(yīng)，使省線LED燈串看起來處于一直導(dǎo)通的常亮的狀態(tài)；關(guān)閉所有驅(qū)動，省線LED燈串處于常暗狀態(tài)。所以能夠?qū)崿F(xiàn)用傳統(tǒng)接法連接的LED燈串相同的顯示效果。
[0030]進(jìn)一步地，所述的輸出電路包含的電源也可以為交流電源。
[0031]進(jìn)一步的，所述的驅(qū)動模塊采用串聯(lián)的方式與所述的省線LED燈串簇相連接。
[0032]進(jìn)一步的，所述的驅(qū)動模塊為雙向?qū)ǖ拈_關(guān)器件。
[0033]進(jìn)一步地，優(yōu)選方案的雙向?qū)ǖ拈_關(guān)器件為雙向可控硅。如圖11所示。
[0034]本發(fā)明所述的電線可以是銅線或者其他材料的電線，燈串、燈串簇連接方式可以做拓?fù)涞牡刃ё冃?，?qū)動模塊可以做線路拓?fù)涞牡刃ё冃?，所述的輸出電路可以做線路的拓?fù)涞刃ё冃危€可以包括一些附加功能元件，比如電路中增加過電流保護(hù)元件，過電壓保護(hù)元件等或者做一些電路上的等效變形。例如，可以串聯(lián)電阻至省線LED燈串簇輸出電路中對通過省線LED燈串簇的最大電流進(jìn)行限制，起到保護(hù)作用。
[0035]本發(fā)明的有益效果是，采用本發(fā)明的省線LED燈串簇的輸出電路，相對于傳統(tǒng)LED燈串連接方式，可以取得同樣的顯示效果，但大幅度減少電線的使用量，可以節(jié)省電線用量50%或者以上，節(jié)約了材料，降低了成本，簡化了生產(chǎn)中連線工藝，從而降低了生產(chǎn)成本，極大提高了產(chǎn)品的競爭力?？紤]到這種LED燈串產(chǎn)品的巨大使用量以及隨著節(jié)能環(huán)保的需要LED燈串產(chǎn)品更加廣泛的使用，其當(dāng)前和將來預(yù)期會帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。實際應(yīng)用中用于LED燈串的LED用量是以千萬個數(shù)量級計數(shù)的，對應(yīng)節(jié)省電線以百萬米數(shù)量級計數(shù)，因此單是電線材料成本一項，節(jié)省效果也是非常巨大的?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0036]圖1為本發(fā)明的省線LED燈串簇的輸出電路的功能模塊圖；
圖2為傳統(tǒng)接法兩路LED燈串，每路含100個LED燈連接示意圖；
圖3為一串省線LED燈串示意圖；
圖4為所述省線LED燈串實施例1示意圖；
圖5為所述省線LED燈串實施例2示意圖；
圖6為所述兩相全橋線路的驅(qū)動|旲塊實施例3不意圖；
圖7為所述省線LED燈串輸出電路實施例4示意圖；
圖8為所述省線LED燈串輸出電路的實施例5示意圖；
圖9為所述省線LED燈串簇輸出電路的實施例6示意圖；
圖10為所述省線LED燈串簇輸出電路的實施例7示意圖；
圖11為所述省線LED燈串輸出電路的實施例8示意圖；
圖12為所述省線LED燈串輸出電 路的連接實施例9示意圖。
【具體實施方式】
[0037]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步地說明。
[0038]如圖1所示，本發(fā)明涉及一種省線LED燈串簇的輸出電路，包括:電源，控制模塊，驅(qū)動模塊，N串省線LED燈串簇，N為正整數(shù)。N為I時為一串省線LED燈串，一串省線LED燈串內(nèi)LED的連接方式是對傳統(tǒng)連接方式的改進(jìn)，將傳統(tǒng)連接方式兩路的LED燈串合并為一串省線LED燈串，效果相同但更加節(jié)省電線#為I以上時為N串省線LED燈串組合，通過改進(jìn)連接方式達(dá)到和N串省線LED燈串單獨一串一串地連接上驅(qū)動模塊相同的效果但節(jié)省了電線。電源，驅(qū)動模塊，省線LED燈串簇為功率主回路。控制模塊提供驅(qū)動模塊驅(qū)動信號?？刂颇K包含控制器，控制器可以是單片機。驅(qū)動模塊和所述省線LED燈串簇相連接，用于對所述省線LED燈串簇內(nèi)每串省線LED燈串實現(xiàn)正、反電流控制，能夠取得與傳統(tǒng)連接方式同樣的顯示效果。電源可以是直流電源或者交流電源。采用本發(fā)明的輸出電路，改進(jìn)了省線LED燈串的連接方式，省線省工，降低了生產(chǎn)成本。
[0039]如圖3所示一串省線LED燈串，包括LED Lll~LlK和Rl構(gòu)成第一組子燈串，LEDL21~L2M和R2構(gòu)成第二組子燈串，每組子燈串相互并聯(lián)，也可以有更多并聯(lián)的子燈串，此處為說明方便省略。第一組子燈串包含串聯(lián)的電阻R1，第二組子燈串包含串聯(lián)的電阻R2。此處串聯(lián)的電阻指串聯(lián)于每組子燈串主回路中的電阻，把一組子燈串作為一個支路，即流過該電阻的電流等于流過該子燈串的總電流。每組子燈串就是一個并聯(lián)的子路。流過Rl的電流等于流過第一組子燈串的總電流，流過R2的電流等于流過第二組子燈串的總電流。
[0040]取電線I為參考導(dǎo)線，Lll~LlK為正向連接，連接方向相同；L21~L2M連接方向相同，為反向連接。每組子燈串中串聯(lián)電阻R可以根據(jù)需要選擇有或者沒有，每組子燈串串聯(lián)LED個數(shù)K，M可以根據(jù)需要選擇I~100個。K，M為正整數(shù)，可以相同也可以不同。
[0041]并聯(lián)的子燈串可以包含LED也可以不包含LED，但整個一串省線LED燈串中至少包含一個LED。
[0042]實施例1為優(yōu)選的一串省線LED燈串，如圖4所示。其中，LED LlLLED L12，……，LED Lln全部正向連接，而LED L21, LED L22，……，LED L2n全部反向連接，參考導(dǎo)線取Lll陽極連接的電線，所有LED按一正一反周期性連接并聯(lián)在兩根電線上，每組子燈串就是一個LED，子燈串內(nèi)無LED之間的串聯(lián)。此連接方式應(yīng)理解為包括但不限于一正一反的周期性接法，也可以全正向連接，也可以全反向連接，也可以I正J反周期性連接(I，J為正整數(shù)，可以相同也可以不同)，也可以無規(guī)則的連接，也可以正向連接的LED數(shù)目和反向連接的LED數(shù)目相等或者不等，但每組子燈串僅為一個LED，無串聯(lián)。此處把傳統(tǒng)連接方式兩路的LED燈串合并為一串省線LED燈串，但能取得相同的顯示效果。如果按傳統(tǒng)接法先串聯(lián)后并聯(lián)共陽極不共陰極的接法，需要三根線，這樣就省了一根線。同時傳統(tǒng)接法每組子燈串內(nèi)部還有串聯(lián)，取消串聯(lián)改用全并聯(lián)進(jìn)一步節(jié)省了電線。
[0043]以兩路LED的連接為例，10米長度的燈串，IOcm燈距，兩路周期性交替間隔，即一個屬于第一路的LED緊鄰一個屬于第二路的LED，再緊鄰一個屬于第一路的LED，再緊鄰一個屬于第二路的LED，依次類推；每路50個LED，共含100個LED。按照傳統(tǒng)連接方法，如圖2所示，每組子燈串連10個LED，因為兩路燈串周期性交替間隔連接，10個LED組成的子燈串需要2米電線，100個LED —共10個子燈串需要20米電線，加上一根陽極線10米，兩根陰極線每根8米共16米，一共需要電線至少46米；按實施例1連接方法，一正一反周期性交替連接，一串燈串連接可以取得傳統(tǒng)兩路LED燈串的效果，100個LED只需要兩根電線，每兩個LED間隔10cm，每根電線長度10米，一共需要電線20米，節(jié)省電線56%，效果非常顯著，而且實際應(yīng)用中用于省線LED燈串的LED用量是以千萬數(shù)量級計數(shù)的，因此單是電線材料成本一項，節(jié)省效果也是非常巨大的。
[0044]一串省線LED燈串也可以有不包含LED的支路。這種省線LED燈串可以由圖4所示連接改進(jìn)而成，在圖4連接中增加不含LED的子燈串。例如在Lll兩端并聯(lián)電阻或者電容構(gòu)成的子燈串。
[0045]實施例2為另一優(yōu)選的一串省線LED燈串，如圖5所示。與實施例1相比，省線LED燈串的子燈串中包含串聯(lián)的電阻，實施例1是實施例2每組子燈串串聯(lián)的電阻為零時的特
例。其中，LED Lll, LED L12,......，LED Lln 全部正向連接，而 LED L21, LED L22,......，
LED L2n全部反向連接，參考導(dǎo)線取Lll陽極連接的電線，每組子燈串就是一個LED和與之串聯(lián)的電阻，子燈串內(nèi)無LED之間的串聯(lián)。每組子燈串按一正一反周期性連接并聯(lián)在兩根電線上，此連接方式應(yīng)理解為包括但不限于一正一反的周期性接法，也可以全正連接，也可以全反連接，也可以I正J反周期性連接(I，J為正整數(shù)，可以相同也可以不同)，也可以無規(guī)則的連接，也可以正向連接的子燈串?dāng)?shù)目和反向連接的的子燈串?dāng)?shù)目相等或者不等，但每組子燈串僅為一個LED和與之串聯(lián)的電阻，無LED之間的串聯(lián)。同實施例1，此種連接方式同樣節(jié)省電線。
[0046]一串省線LED燈串也可以有不包含LED的支路。這種省線LED燈串也可以由圖5所示連接改進(jìn)而成，在圖5連接中增加不含LED的子燈串。例如在由Lll和Rll組成的子燈串兩端并聯(lián)電阻或者電容構(gòu)成的子燈串。
[0047]實施例3為優(yōu)選的一種兩相全橋線路的驅(qū)動模塊，如圖6所示。它包含兩相相互并聯(lián)的獨立橋臂，含四個開關(guān)管。第一相橋臂包含上管Qll和下管Q12，第二相橋臂包含上管Q21和下管Q22。電源VDD接上管Q11，Q21的功率電流輸入端，此例為PNP管的發(fā)射極，電源地接下管Q12，Q22的功率電流輸出端，此例為NPN管的發(fā)射極，輸出兩根引出線分別取自各相橋臂上管Qll，Q21功率電流輸出端(此例為PNP管的集電極，同時也是各相橋臂下管功率電流輸入端，NPN管Q12和Q22的集電極)，連接到一串省線LED燈串。四個開關(guān)管驅(qū)動信號來自控制模塊?？刂茖躋ll和Q22開通時，電流從引出線I流向省線LED燈串；控制對管Q21和Q12開通時，電流從引出線I流回，達(dá)到控制省線LED燈串正，反電流的目的。這兩組對管開通或關(guān)斷可以是相互獨立的，分別獨立控制省線LED燈串內(nèi)正連接和反連接的LED開通和關(guān)斷，實現(xiàn)所有正連接和反連接LED亮、暗的效果；還可以控制這兩組對管高頻地切換開通，再利用人眼視覺的余暉效應(yīng)，使整個省線LED燈串看起來都一直是亮的，實現(xiàn)省線LED燈串常亮的效果；關(guān)閉所有開關(guān)管的驅(qū)動，實現(xiàn)省線LED燈串常暗的效果。所以能夠?qū)崿F(xiàn)用傳統(tǒng)接法連接的LED燈串相同的顯示效果。此例中上管用一個PNP管，下管用一個NPN管，也可以上管是多個并聯(lián)的PNP管，下管是多個并聯(lián)的NPN管，也可以上管是一個或多個P型MOS，下管是一個或多個N型MOS，應(yīng)理解為一個開關(guān)管或多個同型號開關(guān)管的并聯(lián)。開關(guān)管選取也可以采用混合選取，例如上管用PNP三極管，下管用N型MOS管；上管用P型MOS管，下管用NPN三極管。
[0048]實施例4為一種含一串省線LED燈串的輸出電路，如圖7所不。
[0049]驅(qū)動模塊為兩相全橋線路，包括兩相橋臂，四個雙極性開關(guān)管及對應(yīng)的驅(qū)動電阻。驅(qū)動電阻是開關(guān)管附屬元件，優(yōu)化開關(guān)管性能。上管為兩個PNP管Q4，Q5，相應(yīng)的驅(qū)動電阻R15，R16，下管為兩個NPN管Q3，Q2，對應(yīng)的驅(qū)動電阻R14，R13?？刂破鱑2為單片機，提供驅(qū)動信號。電源VDD為直流電源。直流電源選自DC-DC，AC-DC，電池或電池組，線性直流電源或者LD0，AC電源整流后獲得的直流電源。
[0050]控制對管Q4和Q2開通時，電流從VDD經(jīng)Q4和與之相連的引出線流向省線LED燈串；控制對管Q5和Q3開通時，電流經(jīng)Q4相連的引出線和Q3流回到電源地以達(dá)到控制省線LED燈串正，反電流的目的。這兩組對管開通或關(guān)斷可以是相互獨立的，分別獨立控制省線LED燈串內(nèi)正連接和反連接的LED開通和關(guān)斷，實現(xiàn)所有正連接和反連接LED亮、暗的效果；還可以控制這兩組對管Q4Q2和Q5Q3高頻地切換開通，再利用人眼視覺的余暉效應(yīng)，使整個省線LED燈串看起來都一直是亮的，實現(xiàn)省線LED燈串常亮的效果；關(guān)閉所有開關(guān)管的驅(qū)動，實現(xiàn)省線LED燈串常暗的效果。所以能夠?qū)崿F(xiàn)用傳統(tǒng)接法連接的兩路LED燈串相同的顯示效果。
[0051]此例中上管用一個PNP管，下管用一個NPN管，也可以上管是多個并聯(lián)的PNP管，下管是多個并聯(lián)的NPN管，也可以上管是一個或多個P型M0S，下管是一個或多個N型M0S，應(yīng)理解為一個開關(guān)管或多個同型號開關(guān)管的并聯(lián)。開關(guān)管選取也可以采用混合選取，例如上管用PNP三極管，下管用N型MOS管；上管用P型MOS管，下管用NPN三極管。
[0052]實施例5為另一種含一串省線LED燈串的輸出電路，如圖8所示。
[0053]驅(qū)動模塊為兩相全橋線路，包括兩相橋臂，四個MOS開關(guān)管及對應(yīng)的分壓電阻。分壓電阻是開關(guān)管附屬元件，用于優(yōu)化MOS管開關(guān)性能。上管為兩個P型MOS Q4，Q5，門極各自接分壓電阻，下管為兩個N型MOS Q3，Q2，門極各自接分壓電阻?？刂破鱑2為單片機，提供驅(qū)動信號。電源為直流電源。
[0054]與實施例4相比，主要區(qū)別是用MOS管代替了實施例4中相應(yīng)位置中的雙極性晶體管。
[0055]實施例6為一種含三串省線LED燈串簇的輸出電路，如圖9所示。[0056]三串實施例1的省線LED燈串相互串聯(lián)，相同的電路節(jié)點用同一根電線連接，組合成為一個三串省線LED燈串簇，共有四根電線連出到驅(qū)動模塊。
[0057]驅(qū)動模塊采用三相全橋線路，包括三相橋臂，六個開關(guān)管Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8。電源為直流電源。三串省線LED燈串簇相當(dāng)于傳統(tǒng)的六路LED燈串，如按傳統(tǒng)共陽極接法，需要七根電線，而按現(xiàn)在的接法，只需要四根電線，大大減少電線使用量。如果每串省線LED燈串單獨連接驅(qū)動模塊，需要六根線，而按現(xiàn)在的接法，屬于相同電路節(jié)點的連接線共用一根線，總共只要四根線。此連接方式可推廣到N串省線LED燈串簇的輸出電路。此例中上管用一個PNP管，下管用一個NPN管，也可以上管是多個并聯(lián)的PNP管，下管是多個并聯(lián)的NPN管，也可以上管是一個或多個P型M0S，下管是一個或多個N型M0S，應(yīng)理解為一個開關(guān)管或多個同型號開關(guān)管的并聯(lián)。開關(guān)管選取也可以采用混合選取，例如上管用PNP三極管，下管用N型MOS管；上管用P型MOS管，下管用NPN三極管。
[0058]實施例7為另一種含三串省線LED燈串簇的輸出電路，如圖10所示。
[0059]三串實施例2的省線LED燈串組合成為一個三串省線LED燈串簇，每串省線LED燈串中的子燈串均串聯(lián)電阻。三串實施例2的省線LED燈串相互串聯(lián)，相同的電路節(jié)點用同一根電線連接，組合成為一個三串省線LED燈串簇，共有四根電線連出到驅(qū)動模塊。與實施例6相比，最主要的區(qū)別在于省線LED燈串的子燈串中包含串聯(lián)的電阻，實施例6是實施例7每組子燈串串聯(lián)的電阻為零時的特例。
[0060]三串省線LED燈串簇相當(dāng)于傳統(tǒng)的六路LED燈串，如按傳統(tǒng)共陽極接法，需要七根電線，而按現(xiàn)在的接法，只需要四根電線，大大減少電線使用量。如果每串省線LED燈串單獨連接驅(qū)動模塊，需要六根線，而按現(xiàn)在的接法，屬于相同電路節(jié)點的連接線共用一根線，總共只要四根線。此連接方式可推廣到N串省線LED燈串簇的輸出電路。
[0061]實施例8是電源為交流電源時，一串省線LED燈串的輸出電路，如圖11所示。驅(qū)動模塊為雙向可控硅TR1，并增加限流電阻RL。RL電阻用于限制通過省線LED燈串的最大電流，起到過電流保護(hù)作用。
[0062]實施例9是一串線路損耗不可忽略的LED長燈串的輸出電路，如圖12所示。燈串含兩根電線，每根電線一頭一尾構(gòu)成四個端頭。A是第一根線的頭，C是第二根線的頭，B是第二根線的尾。對電線比較長，電流引起的線路電壓損耗不可忽略的長燈串，如果按照通常連接，驅(qū)動模塊引出線連接省線LED燈串中兩根電線的兩個端頭A、C兩端，造成省線LED燈串中靠近驅(qū)動模塊引出線的電線兩端電壓高，遠(yuǎn)離驅(qū)動模塊引出線的電線兩端電壓低，電線上各處電壓高低差別大?，F(xiàn)把省線LED燈串的第一根線的第一個端頭A連接驅(qū)動模塊的一根引出線；屬于第二根線的，距離這串省線LED燈串第一根線第一個端頭A最遠(yuǎn)的端頭B連接驅(qū)動模塊的另外一根引出線。簡單說，就是第一根線的頭和第二根線的尾連接驅(qū)動模塊的兩根引出線或者因為對稱性，第二根線的頭和第一根線的尾連接驅(qū)動模塊的兩根引出線。這樣可以使省線LED燈串的連接電線上各處電壓相對均勻。對各組子燈串的正常工作有益。也可以推廣到N串省線LED燈串組合成的N串省線LED燈串簇的情形，N為正整數(shù)。
[0063]以上所述的電路還可以包括附加功能元件，比如電路中增加過電流保護(hù)元件，過電壓保護(hù)元件等等或者做電路上的等效變形。
[0064]應(yīng)該理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明的講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本發(fā)明所附權(quán)利要求書所限定的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種省線LED燈串，其特征在于:所述的省線LED燈串包括兩根電線和至少一組子燈串，每組子燈串包含I~100個LED，每組子燈串并聯(lián)于所述的兩根電線上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的省線LED燈串，其特征在于:所述的每組子燈串包括串聯(lián)的電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的省線LED燈串，其特征在于:所述的每組子燈串之間以并聯(lián)結(jié)合正、反交替的方式相連接；所述的正、反交替的方式相連接中正連接的子燈串和反連接的子燈串?dāng)?shù)量相等或不相等；所述的每組子燈串中LED連接方向相同；所述的正連接是以任意指定兩根電線中的一根為參考導(dǎo)線，在所述的參考導(dǎo)線上施加能使LED導(dǎo)通的正電壓，施加負(fù)電壓于另外一根電線上，所有含正向?qū)ǖ腖ED的子燈串為所述參考導(dǎo)線的正連接，其余子燈串定為所述參考導(dǎo)線的反連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的省線LED燈串，其特征在于:所述的正、反交替的方式是周期性正、反交替的方式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的省線LED燈串，其特征在于:所述的每組子燈串是一個LED，或者一個LED和與之串聯(lián)的電阻。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的省線LED燈串，其特征在于:所述的省線LED燈串還包括并聯(lián)于所述的兩根電線上的，一組或多組不含LED的子燈串。
7.—種N串省線LED燈串簇，其特征在于:所述的省線LED燈串簇由N串權(quán)利要求1至6任一項所述的省線LED燈串組合而成，所述的省線LED燈串相互串聯(lián)，相同的電路節(jié)點用同一根電線連接，連接所述N串省線LED燈串簇所需的電線數(shù)目為N+1條，N為正整數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的省線LED燈串簇，其特征在于:所述的電線為銅線。
9.一種省線LED燈串簇 的輸出電路，其特征在于:所述的輸出電路包括電源、控制模塊、驅(qū)動模塊、權(quán)利要求7或8所述的省線LED燈串簇，所述的控制模塊產(chǎn)生驅(qū)動信號送給驅(qū)動模塊，所述的驅(qū)動模塊和省線LED燈串簇相連接，所述的驅(qū)動模塊用于對省線LED燈串簇內(nèi)的每串省線LED燈串實現(xiàn)正、反電流控制；所述的電源與驅(qū)動模塊相連接，電源為驅(qū)動模塊供電。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的輸出電路，其特征在于:所述的省線LED燈串簇的每串省線LED燈串的第一根線的第一個端頭連接驅(qū)動模塊的一根引出線；屬于第二根線的，距離這串省線LED燈串第一根線第一個端頭最遠(yuǎn)的端頭連接驅(qū)動模塊的另外一根引出線。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的輸出電路，其特征在于:所述的電源為直流電源，所述的直流電源選自DC-DC，AC-DC,電池或電池組，線性直流電源或者LDO，AC電源整流后獲得的直流電源。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的輸出電路，其特征在于:所述的驅(qū)動模塊包括開關(guān)及開關(guān)附屬元件，開關(guān)組成全橋驅(qū)動線路與省線LED燈串簇相連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的輸出電路，其特征在于:所述的全橋驅(qū)動線路選自兩相全橋、三相全橋、L相全橋，所述的兩相全橋包含兩相相互并聯(lián)的獨立橋臂，每相橋臂上下端各一個開關(guān)，共四個開關(guān)組成，一路電源輸入，正極接所有上開關(guān)的功率電流輸入端，負(fù)極接所有下開關(guān)的功率電流輸出端，各相橋臂上開關(guān)的功率電流輸出端和下開關(guān)的功率電流輸入端連接到一起，最多兩根引出線，分別引自各相橋臂上開關(guān)的功率電流輸出端；所述的三相全橋包含三相相互并聯(lián)的獨立橋臂，其中每相橋臂上下各一個開關(guān)，共六個開關(guān)，一路電源輸入，正極接所有上開關(guān)的功率電流輸入端，負(fù)極接所有下開關(guān)的功率電流輸出端，各相橋臂上開關(guān)的功率電流輸出端和下開關(guān)的功率電流輸入端連接到一起，最多三根引出線，分別引自各相橋臂上開關(guān)的功率電流輸出端；所述的L相全橋包含L相相互并聯(lián)的獨立橋臂，其中每相橋臂上下各一個開關(guān)，共2L個開關(guān)，一路電源輸入，正極接所有上開關(guān)的功率電流輸入端，負(fù)極接所有下開關(guān)的功率電流輸出端，各相橋臂上開關(guān)的功率電流輸出端和下開關(guān)的功率電流輸入端連接到一起，最多L根引出線，分別引自各相橋臂上開關(guān)的功率電流輸出端，L為大于或等于2的正整數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的輸出電路，其特征在于:所述的開關(guān)為至少一個開關(guān)管。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的輸出電路，其特征在于:所述的開關(guān)管為三極管或場效應(yīng)管或雙向可控硅。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的輸出電路，其特征在于:所述的三極管為PNP型三極管或NPN型三極管。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的輸出電路，其特征在于:所述的場效應(yīng)管為P型MOS管或N型MOS管。
18.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的輸出電路，其特征在于:所述的電源為交流電源，所述的驅(qū)動模塊是采用串聯(lián)的方式與省線LED燈串簇相連接的雙向?qū)ǖ拈_關(guān)器件。
【文檔編號】F21Y101/02GK103470997SQ201310176740
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月13日
【發(fā)明者】林松鋒, 李豪, 李毓增, 王柏祥 申請人:杭州璞萊科技有限公司