三相交流電源用led照明裝置及l(fā)ed照明系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種三相交流電源用LED照明裝置及LED照明系統(tǒng)，更具體地講，涉及一種與三相交流電源直接連接而能夠被依次驅動的三相交流電源用LED照明裝置及包括該裝置的LED照明系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]LED驅動通常為直流驅動方式。對于直流驅動方式而言，必然需要SMPS等AC-DC轉換器，這樣的電源轉換器存在如下問題:使照明設備的制造成本上升，難以實現(xiàn)照明設備的小型化，使照明設備的能源效率降低，并且因短壽命而使照明設備的壽命縮短。
[0003]為了解決這樣的直流驅動方式的問題，提出了一種LED的交流驅動方式。然而，當前使用的交流驅動LED照明裝置是單相二線制交流電源用LED照明裝置。即，三相交流電源是通過三個或者四個電源線(R、S、T三個火(live)線及一個N中性(neutral)線)來供應各自具有120度相位差的交流電源的方式，通常用作需要大電力的電力輸送(輸配電)系統(tǒng)或者產業(yè)用大容量設備的電力供應源。實際上，對于通常在家庭或是辦公室使用的交流LED照明裝置而言，因電力使用量小而不使用三相交流電源，而是將給家里或辦公室內供應的單相二線制交流電源用作電力供應源。然而，由于LED照明裝置的優(yōu)點(S卩，環(huán)保的照明元件、電力消耗低等)而呈現(xiàn)出LED照明裝置的應用領域逐漸擴大的趨勢，據此對于三相交流電源用LED照明裝置的需求性正在逐漸增加。尤其是，作為諸如設置于室外的隧道燈、照明燈的戶外照明裝置，對于LED照明裝置的需求正在急劇增加。
[0004]雖然存在這樣的需求性，但能夠與當前三相交流電源直接連接而使用的有效的三相交流電源用LED照明裝置還未被開發(fā)。圖1a是根據現(xiàn)有技術的三相交流電源用LED照明裝置的構成框圖，圖1b是構成圖1a所示的根據現(xiàn)有技術的三相交流電源用LED照明裝置的AC LED模塊的概略性的構成框圖。如圖1a所示，根據現(xiàn)有技術的三相交流電源用LED照明裝置由分別與三相四線制交流電源的RN、SN、TN的各個相電壓連接的三個AC LED模塊10a?10c構成。此外，如圖1b所示，分別與三相四線制交流電源的兩個電源線連接的根據現(xiàn)有技術的AC LED模塊100可包括過載保護單元110、單相二線制交流電源整流單元120、第一 LED組132至第四LED組138及LED驅動控制單元140。根據這樣的現(xiàn)有技術的AC LED模塊100為與單相二線制交流電源用LED照明裝置的構成相同的構成，并且根據相同的控制方式隨著整流電壓的增減而被依次驅動。這是因為，如圖1a所示，由于AC LED模塊100與R相電源線及N相電源線連接，或者與S相電源線及N相電源線連接，或者與T相電源線及N相電源線連接，因此實質上與單相二線制交流電源連接。S卩，圖1a及圖1b所示的根據現(xiàn)有技術的三相交流電源用LED照明裝置不是真正意義上的三相交流電源用LED照明裝置。此外，對于根據現(xiàn)有技術的LED照明裝置而言，由于R相、S相及T相各相之間具有120度的相位差，因此第一 AC LED模塊100a、第二 AC LED模塊10b及第三AC LED模塊10c依次工作。即，在三相交流電源的整個周期內總有一個以上的ACLED模塊會工作，并且可期待LED光源連續(xù)被點燈的效果。因這樣的三相交流電源的特性而會產生AC LED模塊10a?10c中的多個AC LED模塊一起被點燈的重疊發(fā)光區(qū)間，并且在這樣的重疊發(fā)光區(qū)間以內有多個LED模塊一起發(fā)光，因此存在發(fā)生光輸出與平均光輸出相比變大的現(xiàn)象的問題。這樣的光輸出偏差可用被稱作頻閃百分比(Percent Flicker)的數值來表示。頻閃百分比是指使預定時間內的最小光量和最大光量數值化的指標。這樣的頻閃百分比可通過100X (最大光量-最小光量)/(最大光量+最小光量)來算出，這樣的頻閃百分比越接近于100%，表明LED照明裝置的照明品質越差。因此，對于圖1a及圖1b所述的根據現(xiàn)有技術的三相交流電源用LED照明裝置而言，存在頻閃百分比性能差的問題。此外，對于圖1a及圖1b所示的根據現(xiàn)有技術的三相交流電源用LED照明裝置而言，存在AC LED模塊應為三個以上的問題。
[0005]圖2是根據另一現(xiàn)有技術的三相交流電源用LED照明裝置的構成框圖。如圖2所示，根據另一現(xiàn)有技術的三相交流電源用LED照明裝置可包括三相交流電源用整流單元150、DC-DC轉換器160及LED模塊170。根據另一現(xiàn)有技術的三相交流電源用整流單元150被構成為通過對與三相交流電源連接而被輸入的三相交流電源進行全波整流來生成并輸出在預定電壓以上的范圍內進行脈動(pulsing)的整流電壓。DC-DC轉換器160將高電壓的整流電壓降壓(step-down)并穩(wěn)定化為LED模塊170所需的直流電壓而供應給LED模塊170，LED模塊170將從DC-DC轉換器160輸入的直流電壓作為驅動電壓得到驅動。圖2所示的這樣的三相交流電源用LED照明裝置只是將輸入電源用作三相交流電源而已，實質上還是存在與DC LED照明裝置相同的構成及工作特性的問題。即，由于包括DC-DC轉換器160，因此也具有以往的直流驅動方式的LED照明裝置所具有的問題，即，使照明設備的制造成本上升，難以實現(xiàn)照明設備的小型化，使照明設備的能源效率降低，并且因短壽命而使照明設備的壽命縮短。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型旨在解決上述現(xiàn)有技術中的問題。
[0007]本實用新型的目的在于，提供一種與三相交流電源直接連接而能夠被依次驅動的三相交流電源用LED照明裝置及LED照明系統(tǒng)。
[0008]本實用新型的另一目的在于，提供一種在對現(xiàn)有的單相二線制交流電源用LED驅動集成電路(IC)的設計不進行大幅變更的情況下與三相交流電源直接連接而能夠被依次驅動的三相交流電源用LED照明裝置及LED照明系統(tǒng)。
[0009]此外，本實用新型的另一目的在于，提供一種能夠充分保護LED驅動IC不受三相交流電源的高電壓的影響的三相交流電源用LED照明裝置及LED照明系統(tǒng)。
[0010]此外，本實用新型的另一目的在于，提供一種利用三相交流電源的特性來改善光頻閃性能的三相交流電源用LED照明裝置及LED照明系統(tǒng)。
[0011]用于實現(xiàn)如上所述的本實用新型的目的并實現(xiàn)后述的本實用新型的特有的效果的本實用新型的特定構成如下。
[0012]根據本實用新型的一個方面，提供了一種三相交流電源用LED照明裝置，包括:三相整流單元，連接于三相交流電源而對接收的三相交流電壓進行全波整流，并且將經全波整流的整流電壓提供給LED發(fā)光單元；LED發(fā)光單元，包括第一 LED組至第n LED組(η是2以上的正整數)，并且從所述三相整流單元接收所述整流電壓來發(fā)光；LED驅動控制單元，根據所述整流電壓的電壓電平來控制所述第一 LED組至所述第n LED組的依次驅動，并且對各個工作區(qū)間各自的LED驅動電流進行恒定電流控制而將各個工作區(qū)間各自的LED驅動電流控制為預先設定的LED驅動電流值，其中，所述整流電壓為在最小電壓電平與最大電壓電平之間脈動(pulsing)的脈動電壓。
[0013]優(yōu)選地，所述第一 LED組的正向電壓電平可被設計為所述整流電壓的最小電壓電平以下。
[0014]優(yōu)選地，構成所述第一 LED組的LED的數量可被設計為所述第一 LED組至所述第n LED組的總的LED數量的50%至90%之間。
[0015]優(yōu)選地，所述LED驅動控制單元可從第一段工作區(qū)間到第η段工作區(qū)間為止隨著工作區(qū)間的增加而使所述LED驅動電流增加。
[0016]優(yōu)選地，所述LED驅動控制單元可使所述LED驅動電流從第一段工作區(qū)間到第η段工作區(qū)間為止均維持預定的值。
[0017]優(yōu)選地，所述三相交流電源用LED照明裝置還可包括:電壓檢測單元，位于所述三相整流單元的輸出端與所述LED驅動控制單元之間，并且檢測從所述三相整流單元輸出的所述整流電壓的電壓電平，并將檢測到的整流電壓的電壓電平輸出到所述LED驅動控制單元；電流檢測單元，位于所述三相整流單元的輸出端與所述LED驅動控制單元之間，并且檢測從所述三相整流單元輸出的所述整流電壓的電流電平，并將檢測到的整流電壓的電流電平輸出到所述LED驅動控制單元。
[0018]優(yōu)選地，所述三相交流電源用LED照明裝置還可包括恒定電壓電路，該恒定電壓電路位于所述三相整流單元的輸出端與所述LED驅動控制單元的電源輸入端之間，并且將從所述三相整流單元輸出的所述整流電壓降壓(step-down)為預先設定的恒定電壓并輸