專利名稱：滿組合效率led燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微電子在電氣照明及燈飾，特別指滿組合效率LED燈。
背景技術(shù)：
電光源的發(fā)光效率η是指消耗單位電功率P所產(chǎn)生的光通量Φ而言。即η＝Φ/P (1)LED的發(fā)光效率是指LED發(fā)出的光通量與LED本身(不含附件)消耗功率之比。
LED的發(fā)光效率遠(yuǎn)高于常規(guī)光源，用LED組合成照明燈或景觀燈將是未來方向之一。
通常LED燈是由LED陣列組成，LED燈的發(fā)光效率η1等于LED燈發(fā)出的總光通量Φ1與LED燈從電網(wǎng)吸收的有功功率P1之比，即η1＝Φ1/P1(2)式中，η1稱為L(zhǎng)ED燈的發(fā)光效率，又稱為L(zhǎng)ED燈組合效率。
LED陣列的效率η2等于各LED陣列發(fā)出的光通量與LED陣列(不含附件)吸收功率之比。
η2=Σi=1nηiPi/Σi=1nPi---(3)]]>式中 是第1，2，......，n個(gè)LED的發(fā)光效率與其消耗功率之積之和； 是各LED消耗功率之和。如果LED燈的組合效率η1大于其LED陣列效率的97％則稱為滿組合效率LED燈。即滿組合效率LED燈的組合效率應(yīng)為η1＞0.97η2 (4)式(4)說明，滿組合效率LED燈中，其驅(qū)動(dòng)電源的功率損耗應(yīng)小于其從電網(wǎng)吸收總功率的3％。
目前LED燈的技術(shù)主要有以下幾種(1)變壓器降壓→整流→濾波→穩(wěn)壓→向LED陣列供電。
(2)電感降壓→整流→濾波→穩(wěn)壓→向LED陣列供電。
(3)電容降壓→整流→濾波→穩(wěn)壓→向LED陣列供電。
(4)電阻降壓→整流→濾波→穩(wěn)壓→向LED陣列供電。
在以上幾種方式中，穩(wěn)壓方式有的用穩(wěn)壓三端，有的用專用穩(wěn)壓電路，有的用單片機(jī)，有的用穩(wěn)壓管等。
以上現(xiàn)有技術(shù)方案存在以下幾個(gè)問題(1)電路中的降壓器件功率損耗較高，幾乎均在10％以上。進(jìn)而使LED燈的組合效率顯著下降。
(2)LED抗干擾能力差，面對(duì)雷電沖擊波的折射波、靜電感應(yīng)雷擊波、高電位反擊、浪涌、諧波、中性線斷線等高能量干擾，極易部分或全部LED損壞。且用氧化鋅浪涌保護(hù)器也不能有效保護(hù)。
(3)LED燈運(yùn)行條件不匹配，將導(dǎo)致部分LED劣化運(yùn)行進(jìn)而縮短壽命。
(4)就現(xiàn)有技術(shù)，對(duì)LED燈進(jìn)行“節(jié)電運(yùn)行”控制時(shí)，常采用電阻(電位器)降壓，往往導(dǎo)致LED發(fā)光效率η下降或部分LED早衰。
總之，盡管LED發(fā)光效率高、壽命長(zhǎng)，但LED燈的發(fā)光效率不一定高，壽命不一定長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種滿組合效率LED燈，它有效防止浪涌致?lián)p、確保長(zhǎng)壽命的，能在不降低組合效率的情況下實(shí)現(xiàn)節(jié)電運(yùn)行的LED燈。
本發(fā)明所提供的一種滿組合效率LED燈，其特征在于它由高能干擾吸收器和保護(hù)驅(qū)動(dòng)模塊連接而成，其中高能干擾吸收器，用于吸收高能干擾信號(hào)；保護(hù)驅(qū)動(dòng)模塊，用于將交流220V電壓整流、濾波、穩(wěn)壓和變換電平以驅(qū)動(dòng)LED陣列。
在上述的滿組合效率LED燈中，高能干擾吸收器是由熔斷器和避雷管連接組成。
在上述的滿組合效率LED燈中，熔斷器可采用自復(fù)熔絲或非自復(fù)熔絲。
在上述的滿組合效率LED燈中，保護(hù)驅(qū)動(dòng)模塊包括依次相連的整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路、LED陣列驅(qū)動(dòng)器、LED陣列電路和節(jié)能運(yùn)行控制器，其中由整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路組成電路，用于由220V交流電壓直接變換為直流電壓向LED陣列供電的電路；LED陣列驅(qū)動(dòng)器，用于電平轉(zhuǎn)換、穩(wěn)壓穩(wěn)流、隔離干擾信號(hào)使LED免受其害；節(jié)能運(yùn)行控制器，用作LED燈節(jié)電運(yùn)行控制器；LED陣列電路，用于將若干個(gè)LED燈按預(yù)定方案進(jìn)行排布所形成的陣列按控發(fā)光。
在上述的滿組合效率LED燈中，節(jié)能運(yùn)行控制器包括依次相連的照度要求檢測(cè)電路、轉(zhuǎn)換控制電路、切換控制電路和振動(dòng)電路，以及與所述轉(zhuǎn)換控制電路連接的全部LED投運(yùn)控制電路，其中照度要求檢測(cè)電路，用于檢測(cè)工作人員是否在工作面上；轉(zhuǎn)換控制電路，用于根據(jù)所述照度要求檢測(cè)電路對(duì)照度的要求控制采用全導(dǎo)通還是輪流切換部分導(dǎo)通；振動(dòng)電路，用于產(chǎn)生振蕩信號(hào)；切換控制電路，用于根據(jù)振蕩電路的頻率控制LED陣列投運(yùn)順序；和全部LED投運(yùn)控制電路，用于控制全部的LED投入運(yùn)行。
在上述的滿組合效率LED燈中，照度要求檢測(cè)電路是由分立元件，即三個(gè)電阻(R1、R2、R3)、二個(gè)晶體管(T1、T2)、一個(gè)開關(guān)(K)和一個(gè)紅外探測(cè)器(TK)所組成。
在上述的滿組合效率LED燈中，轉(zhuǎn)換控制電路采用六倒相器集成電路模塊。
在上述的滿組合效率LED燈中，振動(dòng)電路由一個(gè)電容(C)、二個(gè)電阻(R4、R5)和二個(gè)六倒相器集成電路模塊組成。
在上述的滿組合效率LED燈中，切換控制電路由集成電路(IC3)和若干個(gè)二極管所組成。
由于采用了上述的技術(shù)解決方案，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生高能干擾時(shí)，能將其限制在較小干擾信號(hào)范圍內(nèi)或?qū)⑵渥钄?，并通過LED陣列驅(qū)動(dòng)器將其與LED陣列隔離，進(jìn)而避免LED在干擾信號(hào)作用下受損早衰，確保LED燈長(zhǎng)壽命。另外，本發(fā)明避免采用降壓器件，用微電子器件組成的驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)換電平，LED燈的功率損耗顯著下降，組合效率顯著提高。同時(shí)，在需要進(jìn)行節(jié)能運(yùn)行的場(chǎng)合，也能避免以往方案中用電阻(電位器)降壓所帶來的功率損耗。


圖1是本發(fā)明的電路模塊示意圖；圖2是本發(fā)明中的高能干擾吸收器的電路原理圖；圖3是本發(fā)明中保護(hù)驅(qū)動(dòng)模塊的功能框圖；圖4是本發(fā)明中由LED陣列驅(qū)動(dòng)器和LED陣列電路組成的電路接線的示意圖。
圖5是本發(fā)明中的節(jié)能運(yùn)行控制器的原理圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明滿組合效率LED燈采用模塊結(jié)構(gòu)，由高能干擾吸收器1和保護(hù)驅(qū)動(dòng)模塊2所組成。
高能干擾吸收器1，用于吸收高能干擾信號(hào)。如圖2所示，其主要由常規(guī)的熔斷器11與避雷管12組成，熔斷器11可采用自復(fù)熔絲或非自復(fù)熔絲。
參見圖2，當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)雷電沖擊波折射波、靜電感應(yīng)雷擊、高電位反擊、浪涌、諧波、中性線斷線等高能干擾時(shí)，能在8.5×10-12s時(shí)間內(nèi)作出反應(yīng)，有效地保護(hù)LED免受沖擊。因這一部分易損，單獨(dú)組成模塊以便按需更換。
如圖3所示 保護(hù)驅(qū)動(dòng)模塊2包括整流電路23，濾波電路24，穩(wěn)壓電路25，LED陣列驅(qū)動(dòng)器26，節(jié)能運(yùn)行控制器27，LED陣列電路28。其中濾波電路24，可用電容濾波，也可用電感濾波；穩(wěn)壓電路25，可用穩(wěn)壓管，也可用避雷管。
整流電路23、濾波電路24、穩(wěn)壓電路25均采用常規(guī)的電路。由整流電路23、濾波電路24、穩(wěn)壓電路25組成的由220V交流電壓直接變換為直流電壓向LED陣列供電的電路。
LED陣列驅(qū)動(dòng)器26是由多個(gè)IC(集成電路)芯片組成的LED陣列驅(qū)動(dòng)器，IC芯片具有電平轉(zhuǎn)換、穩(wěn)壓穩(wěn)流、隔離干擾信號(hào)使LED免受其害的功能。
圖4是由LED陣列驅(qū)動(dòng)器26和LED陣列電路28組成的電路接線的示意圖。
其中IC1是采用型號(hào)為CH40120模塊的情況，也可采用集成電路模塊CD4010、CD4050、CD140107或穩(wěn)壓管等，電路類同。
節(jié)能運(yùn)行控制器27是LED燈節(jié)電運(yùn)行控制器，其功能是工作人員離開工作面不需強(qiáng)光照明時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)入各LED陣列輪流運(yùn)行狀態(tài)，其電路接線如圖5所示。
參見圖5，節(jié)能運(yùn)行控制器27包括照度要求檢測(cè)電路271、轉(zhuǎn)換控制電路272、切換控制電路273、振動(dòng)電路274和全部LED投運(yùn)控制電路275。其中照度要求檢測(cè)電路271，用于檢測(cè)工作人員是否在工作面上。它由分立元件電阻R1、R2、R3、晶體管T1、T2、開關(guān)K和紅外探測(cè)器TK組成。
轉(zhuǎn)換控制電路272，用于根據(jù)照度要求檢測(cè)電路271對(duì)照度的要求控制采用全導(dǎo)通還是輪流切換部分導(dǎo)通。它可采用(1/6)IC2(六倒相器集成電路模塊)。
振動(dòng)電路274，用于產(chǎn)生振蕩信號(hào)。它由電容C、電阻R4、R5和二個(gè)(1/6)IC2組成。
切換控制電路273，用于根據(jù)振蕩電路的頻率控制LED陣列投運(yùn)順序。它由集成電路IC3和多個(gè)二極管所組成。
全部LED投運(yùn)控制電路275，用于控制全部的LED投入運(yùn)行，它由若干個(gè)二極管所組成。
該節(jié)能運(yùn)行控制器27工作原理說明如下通常LED燈由多個(gè)帶驅(qū)動(dòng)器的LED陣列組成，將各陣列分別與A0，A1，A2......A9連接，其運(yùn)行控制過程如下當(dāng)工作人員在工作面需要高照度時(shí)，紅外探測(cè)器Tk處于高阻狀態(tài)(或用手動(dòng)打開k)→T1截止→①高電位→T2導(dǎo)通→②低電位→(1/6)IC2倒相→③高電位→A0，A1......A9均為高電位→各LED陣列全部投運(yùn)，且→④低電位→C0，C1，......C9均為輸出低電位。
當(dāng)工作人員離開工作面，不需高照度時(shí)，Tk處于低阻狀態(tài)(或手動(dòng)k閉合)連鎖反應(yīng)為T1導(dǎo)通→①低電位→T2截止→②高電位→(1/6)IC2倒相→③低電位→B0，B1，B2，......B9均低電位，不會(huì)同時(shí)驅(qū)動(dòng)A0，A1，......A9上的各LED陣列，且→(1/6)IC2倒相→④高電位→在二個(gè)(1/6)IC2組成的振蕩器作用下，C0，C1，......C9輪流輸出高電位→A0，A1，A2，......A9所連LED陣列輪流運(yùn)行。
綜上所述，本發(fā)明，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生雷電沖擊波折射波、靜電感應(yīng)雷擊、高電位反擊浪涌、諧波、中性線斷線等高能干擾時(shí)，通過高能干擾吸收器將其限制在較小干擾信號(hào)范圍內(nèi)或?qū)⑵渥钄啵粚?duì)上述被限制的或未予反應(yīng)的較小干擾信號(hào)，由LED陣列驅(qū)動(dòng)器將其與LED陣列隔離。進(jìn)而避免LED在干擾信號(hào)作用下受損早衰，確保LED燈長(zhǎng)壽命。
由于不采用降壓器件，用微電子器件組成的驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)換電平，LED燈的功率損耗顯著下降，組合效率顯著提高。實(shí)施結(jié)果表明，大功率的LED燈在連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行情況下，只有微熱的感覺，說明轉(zhuǎn)換為熱能散失的功率很小。在需要進(jìn)行節(jié)能運(yùn)行的場(chǎng)合，也能避免以往方案中用電阻(電位器)降壓所帶來的功率損耗。
盡管本發(fā)明對(duì)電路結(jié)構(gòu)特征功用是以具體語言作說明的，但應(yīng)理解，所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明并非一定得限于所說明的具體特征或功用。相反，這些具體特征和功用只是作為所要求保護(hù)的本發(fā)明的示范性實(shí)施方式加以披露的。
權(quán)利要求
1.一種滿組合效率LED燈，其特征在于它由高能干擾吸收器和保護(hù)驅(qū)動(dòng)模塊連接而成，其中高能干擾吸收器，用于吸收高能干擾信號(hào)；保護(hù)驅(qū)動(dòng)模塊，用于將交流220V電壓整流、濾波、穩(wěn)壓和變換電平以驅(qū)動(dòng)LED陣列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滿組合效率LED燈，其特征在于所述的高能干擾吸收器是由熔斷器和避雷管連接組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的滿組合效率LED燈，其特征在于所述的熔斷器可采用自復(fù)熔絲或非自復(fù)熔絲。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滿組合效率LED燈，其特征在于所述的保護(hù)驅(qū)動(dòng)模塊包括依次相連的整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路、LED陣列驅(qū)動(dòng)器、LED陣列電路和節(jié)能運(yùn)行控制器，其中由整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路組成電路，用于由220V交流電壓直接變換為直流電壓向LED陣列供電的電路；LED陣列驅(qū)動(dòng)器，用于電平轉(zhuǎn)換、穩(wěn)壓穩(wěn)流、隔離干擾信號(hào)使LED免受其害；節(jié)能運(yùn)行控制器，用作LED燈節(jié)電運(yùn)行控制器；LED陣列電路，用于將若干個(gè)LED燈按預(yù)定方案進(jìn)行排布所形成的陣列按控發(fā)光。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的滿組合效率LED燈，其特征在于所述節(jié)能運(yùn)行控制器包括依次相連的照度要求檢測(cè)電路、轉(zhuǎn)換控制電路、切換控制電路和振動(dòng)電路，以及與所述轉(zhuǎn)換控制電路連接的全部LED投運(yùn)控制電路，其中照度要求檢測(cè)電路，用于檢測(cè)工作人員是否在工作面上；轉(zhuǎn)換控制電路，用于根據(jù)所述照度要求檢測(cè)電路對(duì)照度的要求控制采用全導(dǎo)通還是輪流切換部分導(dǎo)通；振動(dòng)電路，用于產(chǎn)生振蕩信號(hào)；切換控制電路，用于根據(jù)振蕩電路的頻率控制LED陣列投運(yùn)順序；和全部LED投運(yùn)控制電路，用于控制全部的LED投入運(yùn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的滿組合效率LED燈，其特征在于所述的照度要求檢測(cè)電路是由分立元件，即三個(gè)電阻(R1、R2、R3)、二個(gè)晶體管(T1、T2)、一個(gè)開關(guān)(K)和一個(gè)紅外探測(cè)器(TK)所組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的滿組合效率LED燈，其特征在于所述的轉(zhuǎn)換控制電路采用六倒相器集成電路模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的滿組合效率LED燈，其特征在于所述的振動(dòng)電路由一個(gè)電容(C)、二個(gè)電阻(R4、R5)和二個(gè)六倒相器集成電路模塊組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的滿組合效率LED燈，其特征在于所述的切換控制電路由集成電路(IC3)和若干個(gè)二極管所組成。
全文摘要
一種滿組合效率LED燈，由高能干擾吸收器和保護(hù)驅(qū)動(dòng)模塊連接而成，其中高能干擾吸收器，用于吸收高能干擾信號(hào)；保護(hù)驅(qū)動(dòng)模塊，用于將交流220V電壓整流、濾波、穩(wěn)壓和變換電平以驅(qū)動(dòng)LED陣列，包括依次相連的整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路、LED陣列驅(qū)動(dòng)器、LED陣列電路和節(jié)能運(yùn)行控制器。本發(fā)明當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生高能干擾時(shí)，能將其限制在較小干擾信號(hào)范圍內(nèi)或?qū)⑵渥钄?，并通過LED陣列驅(qū)動(dòng)器將其與LED陣列隔離，進(jìn)而避免LED在干擾信號(hào)作用下受損早衰，確保LED燈長(zhǎng)壽命。另外，本發(fā)明避免采用降壓器件，用微電子器件組成的驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)換電平，LED燈的功率損耗顯著下降，組合效率顯著提高。同時(shí)，在需要進(jìn)行節(jié)能運(yùn)行的場(chǎng)合，也能避免以往方案中用電阻降壓所帶來的功率損耗。
文檔編號(hào)H01H85/041GK101056484SQ200610025710
公開日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2006年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月14日
發(fā)明者徐玉琦, 徐文瀾 申請(qǐng)人:徐玉琦