專利名稱：零驅(qū)動照明光源led模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及零驅(qū)動照明光源LED模塊，尤其是涉及一種基于PTC穩(wěn)流的橋接組合 LED模塊。
背景技術(shù)：
LED照明燈使用的光源模塊或顆粒，目前技術(shù)應(yīng)用最廣泛的就是使用恒流驅(qū)動源。 這種恒流源裝置，根據(jù)負(fù)載LED的串并聯(lián)組合方式和電流功率的要求，選擇適當(dāng)?shù)暮懔髟辞岸?，包括整流濾波電路和恒流源的穩(wěn)流參數(shù)、驅(qū)動功率管的大小以及隔離或非隔離拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等設(shè)計而成，雖然能解決LED負(fù)載的需要，但結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，元器件多，體積大，對于小功率(8W以下)還要考慮小小的燈頭空間是否裝得下這個電路裝置。雖然有的技術(shù)試圖甩掉恒流驅(qū)動源，直接使用LED單向?qū)щ姷奶匦?，卻局限于低交流電壓(30V以下)。這種電路采用的是阻容降壓限流的方式使市電和LED組合共同承擔(dān)市電壓降，由于阻容降壓的限流局限性，只能用于特小功率(1W以下)的LED串并聯(lián)的驅(qū)動， 且由于在市電頻率(50Hz)下0. 02S內(nèi)只有一半的LED點燃，效率很低；這種阻容降壓所用電容器，只能是BBC電容器，體積龐大，一般常用燈頭如E14、EM、、E26、E27等的燈頭空間容納不下。目前，三星公司推出一種AC市電直接驅(qū)動的LED模塊，但由于采用全串連方式封裝，半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，串連的LED顆粒太多(市電電壓/LED單顆承受電壓)，由于LED顆粒的離散性，串連路上，有一顆性能變壞或損壞，將導(dǎo)致整個封裝模塊失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種節(jié)電、能耗少、效能高、成本低的零驅(qū)動照明光源LED模塊。零驅(qū)動照明光源LED模塊，包括全橋式LED組合模塊，電網(wǎng)照明交流市電通過電源線與全橋式LED組合模塊連接，所述的全橋式LED組合模塊包括PTC電阻器、碳膜式電阻器和全橋式連接LED芯片，PTC電阻器和碳膜式電阻器并聯(lián)，并聯(lián)的PTC電阻器和碳膜式電阻器與全橋式連接LED芯片串聯(lián)。優(yōu)選地，所述LED芯片的數(shù)量為110-120PCS。優(yōu)選地，所述LED芯片的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為全橋式結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，所述PTC電阻器為正溫度系數(shù)的PTC電阻器。優(yōu)選地，所述碳膜式電阻器的功率為0. 125-0. 5W。優(yōu)選地，所述碳膜電阻器的阻值為1K-3K。本發(fā)明一種零驅(qū)動照明光源LED模塊的有益效果在于去除LED負(fù)載前所有的驅(qū)動電路，同時將LED芯片的組合方式成全橋式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，利用LED單向?qū)щ姷奶匦?，將橋式整流的輸出端正?fù)極直接短接；在全橋式LED組合模塊上分別在4個臂上串聯(lián)相同參數(shù)的并聯(lián)起來的PTC正溫度系數(shù)的熱敏電阻器和分流電阻器，使無驅(qū)動橋接LED模塊具有節(jié)電
3性好，能耗少，效能高、結(jié)構(gòu)簡單、結(jié)構(gòu)緊湊體積小、占用整燈的成本低等特點。


圖1為本發(fā)明的電路原理圖。電網(wǎng)照明交流市電通過電源線直接與全橋式LED組合模塊連接，所述的全橋式LED組合模塊包括PTC電阻器、碳膜式電阻器和全橋式連接LED 芯片110-120PCS，所述的PTC電阻器、碳膜式電阻器并聯(lián)，并聯(lián)的PTC電阻器、碳膜式電阻器與由LED芯片橋式連接和封裝的模塊分別與橋式結(jié)構(gòu)的4個臂串聯(lián)；
圖2為本發(fā)明的V-I關(guān)系； 圖3為本發(fā)明的V—W關(guān)系圖； 圖4為本發(fā)明的V —PF關(guān)系圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但并不是對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，其保護(hù)范圍是任何照明電網(wǎng)的輸入電壓，包括110V、120V、125V、150V等。實施例1
如圖ι所示，零驅(qū)動照明光源LED模塊，包括LED芯片的全橋式組合，電網(wǎng)照明交流市電通過電源線直接與全橋式LED組合模塊連接，所述的全橋式LED組合模塊包括PTC電阻器、碳膜式電阻器和全橋式連接LED芯片110-120PCS，所述的PTC電阻器、碳膜式電阻器并聯(lián)，并聯(lián)的PTC電阻器、碳膜式電阻器與由LED芯片橋式連接和封裝的模塊分別與橋式結(jié)構(gòu)的4個臂串聯(lián)。優(yōu)選地，所述LED芯片的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為全橋式結(jié)構(gòu)，采用甩掉LED負(fù)載前所有的驅(qū)動電路，同時將LED的組合方式設(shè)計成全橋式組合，利用LED單向?qū)щ姷奶匦?，將橋式整流的輸出端直接短接；在全橋LED組合的四個臂上分別并聯(lián)四組相同參數(shù)的PTC正溫度系數(shù)的熱敏電阻和分流電阻，見附件1《本發(fā)明的電原理圖》。優(yōu)選地，所述的電網(wǎng)照明交流市電直接采用照明市電正弦交流電，實際上是將正弦交流電分解為兩列脈動直流，克服了傳統(tǒng)的恒流供電的缺陷。要取得同樣的LED發(fā)光亮度，用脈沖電流的形式來驅(qū)動，比用恒流驅(qū)動時LED結(jié)溫下降約5° C左右。降低了結(jié)溫，實際上是減少了 LED的光衰，也就延長了 LED的壽命。優(yōu)選地，所述的PTC電阻器為正溫度系數(shù)的熱敏電阻器。由于PTC的零功率電阻特性，在全橋結(jié)構(gòu)LED拓?fù)潆娐返乃膫€臂上分別串聯(lián)一只上述型號的PTC器件，不會增加整個電路的功率負(fù)擔(dān)，而與之并聯(lián)的普通廉價碳膜電阻器阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于PTC的常溫電阻器， 相當(dāng)于開路。優(yōu)選地，所述的電阻器為普通小功率碳膜電阻器。優(yōu)選地，所述碳膜電阻器的阻值為1K-3K。實施例2
按上述電原理圖制作的LED燈試驗數(shù)據(jù)如附表1。如圖2所示，本電路采用的兩種LED器件(SMD35^和Φ5-3. 3V/20mA)，在輸入電壓由165V - 195V階段，全電路的電流上升較快，但在195V — 245V階段，整個電路的變化趨于平穩(wěn)狀態(tài)，且保持在LED器件的工作電流220mA左右，這表明PTC橋接電路起到了理想的穩(wěn)流作用，從而保護(hù)了 LED的光衰指標(biāo)，而195V - 245V正好是市電(220V)的范圍。實施例3
如圖3所示，隨著輸入電壓的升高，整個電路的功率增大，但在190V - 230V區(qū)間，整個電路的功率趨于平穩(wěn)，這表明在市電15%波動區(qū)間LED熱耗散趨于穩(wěn)定。尤其是本電路的試驗數(shù)據(jù)是在不加任何輔助散熱措施的狀態(tài)下測得，這為LED照明光源的散熱系統(tǒng)的設(shè)計和制造提供了可靠的精確的支撐和保障。實施例4
如圖4所示，隨著輸入電壓的增大，電路的功率因數(shù)(PF)很快向上爬升，這說明電路的有功功率增大，特別是在上述市電15%上下波動期間，電路的功率因數(shù)都在0. 9以上，即便是LED負(fù)載再加大，功率因數(shù)只會上行，這對于供電電網(wǎng)十分有利，同時更不用像現(xiàn)在市場流行的恒流源驅(qū)動的LED光源那樣，采用諸如填谷電路來補(bǔ)償系統(tǒng)的功率因數(shù)，這又一次降低設(shè)計制造成本。綜上所述
1、按照本發(fā)明的電原理圖進(jìn)行LED芯片封裝，可制成各種形狀平面LED模塊，直接封裝在適當(dāng)厚度的鋁基板上，在封裝的PCB板上預(yù)留置入8只小功率SMD貼片接點，一個簡單實用廉價的LED光源就形成了。所以結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，LED燈具成品工藝簡單可靠，是本發(fā)明的第一大特點；
2、由于甩掉傳統(tǒng)的整流濾波恒流驅(qū)動整個電路，使除了LED光源模塊之外的整燈制造成本節(jié)省96%以上，從而大大節(jié)約資源；
3、從附表2所列數(shù)據(jù)可以看出，這種LED燈的功率因數(shù)極高(0.9以上)，不需要附加功率因數(shù)補(bǔ)償電路，而且也不需要EMI電路；
4、由于不需要專門的恒流源驅(qū)動電路，即便是1一 3W這樣功率很小的通用EM、E27甚至T5、T8、TlO等LED燈管也不用考慮燈頭內(nèi)空間置入PCB電路板的設(shè)計制造的局限性，這樣極限性地節(jié)約了研發(fā)制造成本。附表1
SMD3528 (2. 2V/22mA) LED 實驗記錄
電壓(V)電流CmA)功率(W)PF165121. 70. 854170132. 00. 867175142. 30. 876180172. 80. 878185193. 20. 888190203. 40. 893195223. 80. 905200224. 00. 908205224. 10. 913210224. 30. 921215234. 50. 922220234. 80. 924225245. 00. 927230245. 10. 932235245. 30. 933240245. 50. 936245245. 60. 938
權(quán)利要求
1.零驅(qū)動照明光源LED模塊，其特征在于包括全橋式LED組合模塊，電網(wǎng)照明交流市電通過電源線與全橋式LED組合模塊連接，所述的全橋式LED組合模塊包括PTC電阻器、碳膜式電阻器和全橋式連接LED芯片，PTC電阻器和碳膜式電阻器并聯(lián)，并聯(lián)的PTC電阻器和碳膜式電阻器與全橋式連接LED芯片串聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零驅(qū)動照明光源LED模塊，其特征在于所述LED芯片的數(shù)量為 110-120PCS。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零驅(qū)動照明光源LED模塊，其特征在于所述LED芯片的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為全橋式結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零驅(qū)動照明光源LED模塊，其特征在于所述PTC電阻器為正溫度系數(shù)的PTC電阻器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零驅(qū)動照明光源LED模塊，其特征在于所述碳膜式電阻器的功率為0. 125-0. 5ff0
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零驅(qū)動照明光源LED模塊，其特征在于所述碳膜電阻器的阻值為1K-3K。
全文摘要
零驅(qū)動照明光源LED模塊，電網(wǎng)照明交流市電通過電源線與全橋式LED組合模塊連接，全橋式LED組合模塊包括PTC電阻器、碳膜式電阻器和全橋式連接LED芯片，PTC電阻器和碳膜式電阻器并聯(lián)，并聯(lián)的PTC電阻器和碳膜式電阻器與全橋式連接LED芯片串聯(lián)。本發(fā)明的有益效果在于去除LED負(fù)載前所有的驅(qū)動電路，將LED芯片的組合方式變?yōu)槿珮蚴酵負(fù)浣Y(jié)構(gòu)，利用LED單向?qū)щ姷奶匦裕瑢蚴秸鞯妮敵龆苏?fù)極直接短接；在全橋式LED組合模塊上分別串聯(lián)相同參數(shù)的4個并聯(lián)的PTC正溫度系數(shù)的熱敏電阻器和分流電阻器，使無驅(qū)動橋接LED模塊具有節(jié)電性好，能耗少，效能高、結(jié)構(gòu)簡單、結(jié)構(gòu)緊湊體積小、占用整燈的成本低等特點。
文檔編號H05B37/02GK102438366SQ201110324250
公開日2012年5月2日 申請日期2011年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月24日
發(fā)明者吳德余 申請人:常州市建國電器有限公司, 杭州麗晶照明電器有限公司