[发明专利]LED交流直接供电电路及供电方法

说明书

技术领域

本发明涉及电路设计领域，特别是涉及一种LED光源的供电电路及其供电方法。

背景技术

发光二极管(LED)固体光源具有发光效率高、环保、长寿命等优点，被誉为第 五代照明光源。目前LED的发光效率已经可以达到186lm/W。

由于LED具有只能正向导通的特点，因此现有的LED灯都需要由AC/DC电源变换 器将交流电转换成直流电进行供电，这就需要用到电容等储能元件，而电容的寿命是 有限的。另外，由于需要采用电容、变压器等大体积元件，LED灯所需电源的体积也 不易缩小，且电源的功率因数和电源转换效率也较低。

发明内容

为了克服现有技术电源寿命有限、电源功率因数低、电源转换效率低、体积大的 不足，本发明提供一种LED交流直接供电电路，能够达到延长电源使用寿命，提高电 源效率，缩小电源体积等效果。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括整流桥、限流电路、电子开关 电路和LED灯串。整流桥将输入的50Hz正弦波交流电整流为100Hz全波，加在LED 灯串和限流电路串联而成的电路两端；限流电路的最大工作电流小于等于LED的最大 工作电流，使流过LED的电流不超出LED所能承受的极限电流；电子开关Ki(i＝1，… n，n≥1)采用双极型三极管或场效应管；LED灯串均分为n+1段；采用分压电路将全 波的电压峰值Umax均分为n+1份，电子开关Ki的基极或栅极连接分压电路的输出端 电子开关Ki的集电极或漏极连接第Ki段LED灯串和第Ki+1段LED灯 串的交点，电子开关Ki的发射极或源极连接LED灯串与限流电路的交点，K1、K2… Kn组成导通和关断电路。通过控制电子开关的导通和关断，来控制每段LED亮灭； 随着电压U的升高，电子开关Ki依次导通和关断，直到电压峰值Umax；当电压处于 至之间时，电子开关Ki导通，其他电子开关关断；当电压达到 至Umax之间时，所有电子开关全部关断。然后随着电压U的降低，电子 开关Ki依次导通，直到电压为0；当电压处于至Umax之间时，所有电子 开关全部关断，当电压处于至之间时，电子开关Ki导通。这样 使得电压变化时，每段电压都能得到充分的利用，同时又使每颗LED两端的电压始终 不超出其限值，从而达到提高电源利用效率和功率因数的目的。

所述的分压电路由2i个电阻构成，每两个电阻Ri1和Ri2串联为一组，n组串联 电阻并联后通过限流电路连接整流桥输出的全波；第i组的两个电阻Ri1和Ri2的阻 值比为电子开关Ki的基极或栅极连接电阻Ri1和Ri2的交点。 本发明还提供一种LED交流直接供电方法，包括以下步骤：

一.将输入的50Hz正弦波交流电整流为100Hz全波，全波的峰值电压为Umax。

二.将LED灯串依次均分为n+1段(n≥2)。

三.随着全波电压U的升高，当电压处于至(i＝1，2…n) 之间时，给前i段LED灯串两端施加电压U。

四.当电压达到至Umax之间时，给整个LED灯串两端施加电压U。

五.随着全波电压U的降低，当电压处于至Umax之间时，给整个 LED灯串两端施加电压U。

六.当电压处于至之间时，给前i段LED灯串两端施加电 压U。

七.判断全波波形是否结束，结束则终止供电，未结束则返回步骤三。

本发明的有益效果是：

1、由于本发明所述电路全部由半导体器件和电阻构成，没有任何种类的电容，因 此其使用寿命与LED寿命相匹配，能够达到5万小时以上，远高于常规的LED驱动 电源。

2、本发明的电源转换效率达到97％，高于现有LED驱动器85％左右的电源转换 效率；其功率因数高达0.95，优于0.9±0.05的国标草案要求。

3、由于本发明所述电路不需用变压器、电感、电解电容等体积和重量较大的器件， 因此本发明的体积和重量远小于常规LED驱动电源，同功率的交流直接供电电路体积 仅为常规电路的1/10左右。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

附图说明

图1是本发明电路原理框图，图中H为限流电路。

图2是本发明实施例1的电路框图。

具体实施方式