[实用新型]交流多段限压短路保护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是发光二极管的简称，是一种效率高、光质好、能耗小、寿命长、安全环保的固体光源，在照明领域取代传统的白炽灯和荧光灯已是大势所趋。普通LED单体的功率很小(如常见的白光3528贴片只有0.06W左右)，一只照明灯具应有几十上百个单体甚至更多其亮度才能满足需要。LED也有自身的弱点，一是伏安曲线十分陡峭，在其额定电压上下区间，微小的电压变化对应大幅的电流变化，大幅超过额定电流将导致性能变坏甚至损坏；二是耐压性能差，即使电源限定了较小的电流，过高的电压即可将其损坏；三是单体一致性差，不同厂商的产品不说，即便是同一厂商的同一批次产品其各项性能的差异也显著存在。这些无疑成了LED照明产品市场化进程的拦路虎。针对LED的上述弱点，近年市面上可见的解决方案主要有：

1、低压驱动

通过变压器、降压电容、专用IC等将220伏交流电变换成十几伏至数十伏的直流电来驱动LED。此类电路的优点是安全可靠，但用电效率低，有的电路甚至将LED的节能性能丧失殆尽。

2、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，且还须配合以其它稳压、稳流方式，目前这种较原始的方法已被淘汰出局。

3、LED并联或串联电阻保护

在LED单体或列阵上并联或串联电阻进行保护过去较为多见，串联电阻用意在降低LED所承受的电压，并联电阻用意在减少通过LED的电流(即分流)，这类方法的有效性建立在效率损失的前提下，电能损耗代价太大。因简单，在电路局部使用尚有价值。

4、恒流驱动

恒流驱动尽管电流恒定，但因为单体一致性差，某一单体被高压损坏的机率很大，从而单纯采用这种电路的灯具故障率居高，产品寿命无法保证。

5、LED并联稳压二极管保护

有一种将每一个LED都并联一只稳压二极管的保护电路，应该说这种保护电路是有效可靠的，但是作为普通照明灯具增加数量如此之多的稳压二极管，显然成本太高。

针对以上问题，本案第一发明人研制出了交流温控恒流多段式限压保护LED照明灯电路，于2009年7月8日申报实用新型专利，已被授予专利权并于2010年5月12日公告(申请号：2009200652207)。该电路采用温控恒流驱动，并利用稳压二极管采取多段式限压方式对LED负载进行保护，与“一对一”的保护方式相比，减少了大量稳压二极管，降低了材料成本和人工成本，是一个实用的电路，但在仍存在以下不足：一是当某个LED负载单元中的LED单体被损开路，并联在该LED负载单元上的稳压二极管导通，虽能很好保证LED负载不至于因某个LED单体的损坏而整体熄灭，但稳压二极管导通时电阻很小，使得与LED负载串联连接的电流控制电路受压加大，发热增加；二是不具有短路保护功能，不能达到于2010年12月1日实施的GB 19510.14《灯的控制装置第14部分：LED模块用直流或交流电子控制装置的特殊要求》标准，因此需要进行改进与完善。

发明内容

本发明为交流多段限压短路保护LED照明灯电路。其创新之处为：

1、将稳压值适当的稳压二极管与阻值适当的电阻串联后正确地并联到每个LED负载单元上，组成具有分段限压保护功能并在保护时承担正常状态电路压降的LED负载，使灯具有很长的使用寿命，那怕只有一个LED负载单元完好，LED灯也不会完全熄灭，因而能承担光照重要场所的照明，是制作经久耐用灯具的一种优化技术方案；

2、在原交流温控恒流多段式限压保护LED照明灯电路的基础上，采用少量的普通无触点小体积元器件实现电路输出端的短路保护功能，并能经过精细的调整使该短路保护电路具备灵敏的负载过流保护功能。

其原理框图见附图1，灯具完整的电气部分有整流、短路保护、分段限压保护LED组合、晶体管IC电流控制四部分组成，本申请仅涉及整流、短路保护、分段限压保护LED组合三个环节。

电路的构成方式为：