[实用新型]交流复合式整流控流LED照明灯电路

说明书

技术领域  本实用新型涉及电子技术领域，属电子照明技术之LED照明技术范畴。

技术背景 LED是发光二极管(Light Emitting Diode)的简称，是一种效率高、光质好、能耗小、寿命长、可靠耐用、安全环保的新型光源。LED光谱中没有紫外线和红外线，几乎全部集中于可见光频段，效率可以达到80-90％，而白炽灯其可见光效率仅为10-20％；其光通量衰减到70％的标称寿命为10万小时；废弃物可回收，没有污染，不像荧光灯含有汞成分。在照明领域取代传统的白炽灯和荧光灯已是大势所趋。

然而，其产品的市场化进程却并未顺理成章，时至今日LED在照明领域仍不属主流产品甚至在某些地方少得一见。与白炽灯和荧光灯相比，目前的LED产品的实用性与性价比尚不占据优势。首先，作为照明产品的亮度是第一品质，普通LED单体的功率很小，一只灯具应有几十上百个单体甚至更多其亮度才能满足需要，而目前的产品多为概念型的，亮度不足；其次，效率不高，许多灯具驱动电路耗能高效率低，节能优势丧失；再者，价格高，动辄数十元上百元，相当传统灯具的长期电费。以上三者相互关联、钳制，而究其根本，都由驱动电路导致并决定。显而易见，设计并选定高效、实用、简单、价廉的驱动电路是解决问题的关键所在。

近年市面上多见的LED照明灯具驱动电路主要有以下类型：

1、电阻镇流驱动

将镇流电阻与LED串接，电流与电阻值成反比；当电源电压上升时，电阻能限制电流的过量增长，取值足够大的电阻使电流不超出LED的允许范围。此类电路的优点是简单，成本低；缺点是电流稳定度不高；电阻发热消耗功率，导致用电效率低。

2、电容镇流驱动

在交流电路中，将电容串接在输入端，由于电容存在容抗，也能起到镇流作用。镇流电容电容消耗无功功率不发热，比镇流电阻，能节省一部分电能。优点是简单，成本低，供电方便；缺点是电流稳定度不高，效率也不高。

3、稳压驱动

为LED提供稳定的电压来调节其工作电流。由于LED的伏安曲线十分陡峭，微小的电压变化对应大幅的电流变化，加之LED产品电性能存在普遍的非一致性，使得电路很不稳定。虽然简单，成本低，但实用性较弱。

4、串并矩阵

将若干个LED单体按电压和电流的要求进行串联并联组合，来增强整体的稳定性和可靠性，这类电路是以放弃LED较理想工作状态为前提，且还须辅以其它稳压、稳流方式。

5、线性恒流驱动

这类电路调整管(或IC)工作在线性状态，依据电流负反馈原理进行电流调节，从而维持电路电流的基本恒定。

线性恒流驱动电路具有电路不复杂、成本低(采用晶体管或廉价IC均可)、恒流精度高、工作可靠，但调整管工作在线性状态，在工作压差过大时会降低用电效率；电源电压要求与LED工作电压匹配，对LED负载变化的适应性差；另外供电不太方便，一般要配开关稳压电源，不能直接用～220V供电.

6、开关恒流驱动

开关恒流驱动电路调整管工作在开关状态，通常由基准电压、误差比较器、振荡器、RS触发器组成的占空比控制单元电路和驱动管、输出开关管以及外围电路构成。当LED工作电流在取样电阻上产生的压降等于基准电压时，占空比受控，输出电流就进入恒流状态。

开关恒流驱动电路能较好地解决线性恒流驱动电路功耗高、发热大、对LED负载变化的适应性差等问题，但电路复杂、元件多、成本高，尤其是构成高压大功率恒流驱动电路的核心IC器件价格不菲，令普通照明灯具难以包容。

以上各种LED照明灯具驱动电路都须使用直流供电(电容镇流驱动电路自身也须将交流变为直流)，不能直接用市电给LED灯供电，要实现这一点，需经过整流、滤波等将交流电变为平稳的直流电的过程。过程虽然简单，却是一个电能损失、效率大幅下降的过程。

传统的将交流电转变成直流电通常有半波整流、全波整流和桥式整流三种方式和等压整流、变压整流两大类型：

由于整流器件内阻等原因，全波整流、桥式整流理论效率90％左右，半波整流效率只能达到百分之45％左右，两个复合的半波整流效率也在90％左右，这种10％左右电能损耗是人们所必须接受的，留给人们选择的是整流类型，是采取等压整流还是变压整流。

1、等压整流：将交流电直接加到整流电路的输入端进行整流。它不存在电压变换损耗。但它要求负载工作电压必须与之匹配。