專利名稱：一種led射燈的制作方法
技術(shù)領域：
一種LED射燈技術(shù)領域[0001]本實用新型涉及到一種LED射燈，其采用新型的交流驅(qū)動裝置驅(qū)動發(fā)光。
背景技術(shù)：
[0002]目前，國家大力倡導節(jié)能減排，在照明領域采用LED光源的照明產(chǎn)品，以其優(yōu)良的 節(jié)能、低碳和綠色環(huán)保的特點迅速發(fā)展起來。[0003]對于LED作為光源的照明裝置來說，照明裝置的壽命不僅僅取決于LED光源本身， 還取決于驅(qū)動電源等組件的壽命。在目前的應用方案中，LED照明裝置壽命的瓶頸仍然是 驅(qū)動電源。為了降低驅(qū)動電源壽命對LED燈具壽命影響，可行的方案是改良現(xiàn)有的直流電 源驅(qū)動裝置，或者設計全新的交流電直接驅(qū)動LED的電路。[0004]LED射燈作為一種新型的LED照明裝置，已經(jīng)被廣泛應用到各種場合?，F(xiàn)有的LED 射燈存在的主要缺陷是驅(qū)動壽命短。原因在于，當前市面上采用的驅(qū)動方案均為傳統(tǒng)的開 關(guān)電源技術(shù)，這種電源體積較大，散熱性能差，在將這種電源技術(shù)應用到LED射燈時，其提 供給驅(qū)動電源的空間狹小，結(jié)果工作環(huán)境溫度趨高(通常在60°C以上)，這樣直接導致了驅(qū) 動電源的壽命降低。另一方面，開關(guān)電源的成本高，EMC (電磁兼容)特性差，需要外加輔助 元件。[0005]現(xiàn)有LED射燈的另一個缺陷是損壞后基本沒有維修價值，需要直接更換驅(qū)動電 源，但是由于受到LED射燈電源腔體的限制，一般只能更換指定廠家、指定型號的驅(qū)動電 源，維修成本高、過程復雜。[0006]目前，現(xiàn)有技術(shù)中也出現(xiàn)了一些交流直接驅(qū)動LED電路，其通常是采用將一串 LED進行分段管理的方案。這類驅(qū)動電路雖然壽命高，成本低，但是只能工作在額定電壓 (AC220, AC110)下才能達到理想效果(例如理想的光通量和功率)，因而不能實現(xiàn)全電壓 (AC85V至AC256V)工作。另外，這種LED串不能全部同時點亮，只能分段點亮，導致在一個 工作周期內(nèi)大部分LED不工作，造成資源浪費，制造成本高。[0007]基于上述原因，需要提供采用新型交流驅(qū)動電路驅(qū)動的LED射燈，以能夠解決現(xiàn) 有技術(shù)中存在的上述問題。實用新型內(nèi)容[0008]本實用新型的目的是提供一種新型的LED光源交流驅(qū)動裝置，以及由該交流驅(qū)動 裝置驅(qū)動發(fā)光的LED射燈，以避免采用傳統(tǒng)開關(guān)電源技術(shù)作為驅(qū)動電源，既保持傳統(tǒng)的LED 交流驅(qū)動電路的優(yōu)點，又能很好的實現(xiàn)全電壓工作。[0009]根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種LED射燈，包括:燈頭106 ;交流驅(qū)動裝置 105，設置在散熱體104和燈頭106構(gòu)成的封閉空間內(nèi)，其電連接在燈頭106與光源模組板 103之間；散熱體104，設置在燈頭106上，形成為從小口端向大口端逐漸過渡的喇叭狀；光 源模組板103，安裝在散熱體104的大口端，其上設置有兩組LED光源模組；緊固件102，用 于把LED光源模組板103、散熱體104和燈頭106固定在一起；和透鏡101，安裝在散熱體104的大口端；其中，所述交流驅(qū)動裝置105能夠根據(jù)輸入交流電流的變化來控制光源模組 板103上的兩組LED光源模組的串并聯(lián)狀態(tài)，使得該兩組LED光源模組可以在全電壓下同 時發(fā)光。[0010]其中，所述交流驅(qū)動裝置105包括:整流模塊11，連接到外部交流電源，用于對輸 入的交流電流進行整流以輸出脈動直流電流；分壓模塊12，連接到整流模塊11的正負輸出 端，基于所述脈動直流電流輸出脈動直流電壓；控制模塊13，連接到所述分壓模塊12和所 述兩組LED光源模組。[0011]其中，當所述脈動直流電壓上升到所述兩組LED光源模組的發(fā)光電壓時，所述控 制模塊13控制該兩組LED光源模組處于并聯(lián)狀態(tài)并發(fā)光；當所述脈動直流電壓上升到所述 發(fā)光電壓的兩倍時，所述控制模塊13控制所述兩組LED光源模組處于串聯(lián)狀態(tài)并發(fā)光。[0012]其中，所述整流模塊11包括四個整流二極管201、202、203、204，其中每兩個整流 二極管串聯(lián)分別形成一個支路，兩個支路并聯(lián)形成該整流模塊11。[0013]其中，所述分壓模塊12包括兩個串聯(lián)連接的分壓電阻205、206。[0014]其中，所述兩組LED光源模組包括第一 LED光源模組207和第二 LED光源模組211， 所述控制模塊13包括:控制裝置212，其輸入端連接到所述兩個分壓電阻之間，用于實時檢 測所述脈動直流電壓的電壓大小；第一和第二晶體管208、210，該兩個晶體管的柵極分別 連接到所述控制裝置的輸出端，第一晶體管208連接在第一 LED光源模組207的負端與所 述分壓模塊12的正端之間，第二晶體管210連接在第二 LED光源模組211的正端與所述分 壓模塊12的負端之間；二極管209，連接在所述第一 LED光源模組207的負端和第二 LED光 源模組211的正端之間。[0015]其中，當所述控制裝置212檢測到所述脈動直流電壓上升到所述LED光源模組 的發(fā)光電壓時，其控制第一和第二晶體管208、210導通，二極管209截止；當所述控制裝 置212檢測到所述脈動直流電壓上升到所述發(fā)光電壓的兩倍時，其控制第一和第二晶體管 208,210截止，二極管209導通。[0016]可選的，所述兩組LED光源模組是單顆低壓光源或采用COB封裝的高壓LED模組。[0017]根據(jù)本實用新型的LED光源交流驅(qū)動裝置，避免采用傳統(tǒng)的開關(guān)電源技術(shù)和分段 管理的交流直接驅(qū)動技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)全電壓工作，并實現(xiàn)在同一工作周期內(nèi)所有LED全部 點亮，同時具有較高的功率因數(shù)(大于0.95)。采用這種交流驅(qū)動裝置的LED射燈成本低、體 積小，功率因數(shù)高，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，工作壽命長。


[0018]圖1顯示了本實用新型LED射燈的分解圖；[0019]圖2顯示了本實用新型LED射燈所采用的交流驅(qū)動裝置的電路示意圖。
具體實施方式
[0020]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明了，下面結(jié)合具體實施方式并參照附圖，對本實用新型進一步詳細說明。應該理解，這些描述只是示例性的，而并非要 限制本實用新型的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不 必要地混淆本實用新型的概念。[0021]圖1顯示了本實用新型LED射燈的分解圖。如圖1所示，本實用新型的LED射燈包括透鏡101，緊固件102，光源模組板103，散熱體104，交流驅(qū)動裝置105，燈頭106。燈頭106用于連接到外部交流電源。交流驅(qū)動裝置105設置在散熱體104與燈頭106構(gòu)成的封閉空間內(nèi)，其電連接在燈頭106與光源模組板103之間。具體來說，交流驅(qū)動裝置105的輸入端電連接到燈頭106以接入外部的交流電流，輸出端電連接到光源模組板103以向其提供驅(qū)動電流并驅(qū)動其發(fā)光。散熱體104設置在燈頭106上，其采用散熱材料(例如鋁材)制成，用于將容納在其內(nèi)部的交流驅(qū)動裝置105和光源模組板103產(chǎn)生的熱量向外界散發(fā)。優(yōu)選的，散熱體104形成為從小口端向大口端逐漸過渡的喇叭狀。光源模組板103安裝在散熱體104的大口端，用于承載LED光源。如圖1所示，光源模組板103上設置有兩組LED光源模組，其電連接到交流驅(qū)動裝置105的輸出端以接入驅(qū)動電流，在通電時驅(qū)動LED光源發(fā)光。本實用新型中，所述LED光源模組可以是單顆低壓光源，也可以是采用COB封裝的高壓LED模組。緊固件102用于把LED光源模組板103、散熱體104和燈頭106固定在一起。如圖1所示，緊固件102優(yōu)選的采用螺釘。透鏡101安裝在散熱體104的大口端，用于將光源模組板103上發(fā)出的光線進行會聚和透射。本實用新型中，LED射燈所采用的交流驅(qū)動裝置105不同于傳統(tǒng)的交流驅(qū)動裝置，其能夠根據(jù)輸入交流電流的變化來控制光源模組板103上的兩組LED光源模組的串并聯(lián)狀態(tài)，使得該兩組LED光源模組可以在全電壓下同時發(fā)光工作。下面，詳細介紹本實用新型LED射燈所采用的交流驅(qū)動裝置105的結(jié)構(gòu)。圖2顯示了本實用新型LED射燈所采用的交流驅(qū)動裝置的電路示意圖。如圖2所示，本實用新型的交流驅(qū)動裝置105用于對LED光源提供驅(qū)動電流以驅(qū)動其發(fā)光，其包括:整流模塊11，連接到外部交流電源，用于對輸入的交流電流進行整流以輸出脈動直流電流；分壓模塊12，連接到整流模塊11的正負輸出端，基于所述脈動直流電流輸出脈動直流電壓；控制模塊13，連接到所述分壓模塊12和所述第一和第二 LED光源模組 207、211。其中，當所述脈動直流電壓上升到所述第一和第二 LED光源模組207、211的發(fā)光電壓時，所述控制模塊13控制所述第一和第二 LED光源模組207、211處于并聯(lián)狀態(tài)并發(fā)光；當所述脈動直流電壓上升到所述發(fā)光電壓的兩倍時，所述控制模塊13控制所述第一和第二 LED光源模組207、211處于串聯(lián)狀態(tài)并發(fā)光。具體來說，所述整流模塊11包括四個整流二極管201、202、203、204，其中每兩個整流二極管串聯(lián)分別形成一個支路，兩個支路并聯(lián)形成該整流模塊11。二極管201、202、203、204、209可以是普通整流二極管，也可以是耐壓足夠的肖特基二極管或者是可以實現(xiàn)相同功能的其他元器件。晶體管208、210可以是N-M0SFET，也可
以是NPN三極管。交流驅(qū)動裝置105設置有兩個輸入端IN1、IN2，電流電源AC通過該兩個輸入端輸入交流驅(qū)動裝置105。如圖2所示，第一輸入端INl連接在二極管201正端和二極管202負 端；第二輸入端IN2連接在二極管203正端和二極管204負端。其中，二極管202正端連接 到二極管204正端；二極管203負端連接到二極管201負端。[0036]所述分壓模塊12包括兩個串聯(lián)連接的分壓電阻205、206。電阻205第一端與電 阻206的第一端連接；電阻205第二端與二極管201、203的負端連接。電阻206第二端與 二極管202、204的正端連接；電阻205第一端與電阻206的第一端與控制裝置212連接；控 制裝置212分別與晶體管208、210的柵極連接。[0037]所述控制模塊13包括控制裝置212、第一和第二晶體管208、210以及二極管209。[0038]控制裝置212的輸入端連接到所述兩個分壓電阻之間，用于實時檢測所述脈動直 流電壓的電壓大小。第一和第二晶體管208、210的柵極分別連接到所述控制裝置的輸出 端，第一晶體管208連接在第一 LED光源模組207的負端與所述分壓模塊12的正端之間， 第二晶體管210連接在第二 LED光源模組211的正端與所述分壓模塊12的負端之間。二 極管209連接在所述第一 LED光源模組207的負端和第二 LED光源模組211的正端之間。[0039]具體來說，如圖2所示，第一 LED光源模組207的正端與二極管201、203的負端連 接；第二 LED光源模組211的正端與二極管202、204的正端連接。二極管209的正端與第 一 LED光源模組207的負端連接；二極管209的負端與第二 LED光源模組211的正端連接。 晶體管208的漏極與第一 LED光源模組207的負端和二極管209的正端連接；晶體管208 的源極與二極管202、204的正端和第二 LED光源模組211的負端連接。晶體管210的漏極 與第一 LED光源模組207的正端連接；晶體管210的源極與二極管209的負端和第二 LED 光源模組211的正端連接。[0040]如圖2所示，交流驅(qū)動裝置105對設置在光源模組板103上的第一 LED光源模組 207和第二 LED光源模組211提供驅(qū)動電流以驅(qū)動其發(fā)光。[0041]下面介紹交流驅(qū)動裝置的工作原理。[0042]圖2中，第一和第二 LED光源模組207、211分別由一個或多個LED光源的串聯(lián)形 成。每個LED光源具有額定的發(fā)光電壓VF0，當LED光源兩端的管壓降達到該發(fā)光電壓VFO 時，該LED光源發(fā)光。進一步，由多個LED光源的串聯(lián)形成第一和第二 LED光源模組207、 211相應的具有額定的發(fā)光電壓nVFO，η表示光源模組內(nèi)串聯(lián)連接的LED光源的數(shù)量。在 工作過程中，第一和第二 LED光源模組207、211上實際產(chǎn)生的管壓降分別為VF1、VF2，當該 管壓降VF1、VF2上升到該光源模組的額定發(fā)光電壓nVFO時，該光源模組會通電發(fā)光。[0043]通電后，交流電源AC輸出的交流電流通過二極管201、202、203、204整流產(chǎn)生脈 動直流電流，該脈動直流電流在分壓電阻205、206兩端產(chǎn)生脈動直流電壓，該脈動直流電 壓通過分壓電阻205、206分壓后輸入到控制裝置212和第一和第二 LED光源模組207、211 中，在第一和第二 LED光源模組207、211上分別產(chǎn)生管壓降VF1、VF2，VFl等于或近似等于 VF2。當LED光源模組的管壓降VF1、VF2上升到其額定的發(fā)光電壓nVFO時，該組LED光源 模組內(nèi)的LED光源會導通發(fā)光。[0044]優(yōu)選的，分壓電阻205、206阻值相等或近似相等，通過整流模塊11整流后輸出的 脈動直流電壓經(jīng)由分壓電阻205、206分壓?？刂蒲b置212實時檢測分壓電阻206上的電壓 V/2，進而可以計算出分壓電阻205、206上的電壓值為V，該電壓值也即整流模塊11整流后 輸出的脈動直流電壓V。[0045]在通電初始階段時，控制裝置212檢測到分壓電阻206上的電壓V/2上升到(nVFO) /2，即意味著所述整流模塊輸出的脈動直流電壓V從0伏上升到LED光源模組的發(fā)光電壓nVFO，此時控制裝置212控制晶體管208、210導通，二極管209處于截止狀態(tài)，使得第一 LED光源模組207與第二 LED光源模組211處于并聯(lián)狀態(tài)。這樣，兩個LED光源模組上的管壓降VF1、VF2均達到其發(fā)光電壓，從而使得兩個LED模組都處于工作狀態(tài)。當控制裝置212檢測到分壓電阻206上的電壓V/2繼續(xù)上升到nVFO時，即意味著所述整流模塊輸出的脈動直流電壓V從nVFO上升到LED光源模組的發(fā)光電壓的兩倍2nVF0,此時控制裝置212控制晶體管208、210截止，二極管209處于導通狀態(tài)，使得第一LED光源模組207與第二 LED光源模組211處于串聯(lián)狀態(tài)。這樣，兩個LED光源模組上的管壓降VF1、VF2均達到其發(fā)光電壓，從而使得兩個LED模組都處于工作狀態(tài)。通過上述交流驅(qū)動裝置的控制，第一和第二 LED光源模組的工作導通電壓可以隨時變化，從而實現(xiàn)了全電壓的工作。并且，在上述兩種工作狀態(tài)中兩個LED光源模組都能工作，因此實現(xiàn)了所有LED同時工作。在上述交流驅(qū)動裝置的電路結(jié)構(gòu)中，LED光源模組的正向管壓降減半，實現(xiàn)了在電壓較低時導通，這樣在一個電壓周期內(nèi)的，電壓利用率大大提高，從而使得功率因數(shù)也相應提聞(大于0.95)。此外，上述交流驅(qū)動裝置中沒有用到傳統(tǒng)開關(guān)電源技術(shù)中所需要的電解電容，因而工作壽命長。另外，該交流驅(qū)動裝置中也沒有使用其它電容或電感，因而具有良好的EMC特性。由于半導體器件的壽命通常高于LED器件的壽命，因此，采用上述電路的交流驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，使用壽命長。另外，本實用新型交流驅(qū)動裝置的電路方案可以使用分離元件按照本實用新型的電路原理圖搭建而成，也可以是使用集成電路的方式集成為一顆電子元件，均屬于本實用新型的保護范圍。盡管已經(jīng)詳細描述了本實用新型的實施方式，但是應該理解的是，在不偏離本實用新型的精神和范圍的情況下，可以對本實用新型的實施方式做出各種改變、替換和變更。
權(quán)利要求1.一種LED射燈，包括:燈頭(106)；交流驅(qū)動裝置(105)，設置在散熱體(104)和燈頭(106)構(gòu)成的封閉空間內(nèi)，其電連接在燈頭(106)與光源模組板(103)之間；散熱體(104)，設置在燈頭(106)上，形成為從小口端向大口端逐漸過渡的喇叭狀；光源模組板(103)，安裝在散熱體(104)的大口端，其上設置有兩組LED光源模組；緊固件(102)，用于把LED光源模組板(103)、散熱體(104)和燈頭(106)固定在一起；和透鏡(101)，安裝在散熱體(104)的大口端；其中，所述交流驅(qū)動裝置(105)能夠根據(jù)輸入交流電流的變化來控制光源模組板 (103 )上的兩組LED光源模組的串并聯(lián)狀態(tài)，使得該兩組LED光源模組可以在全電壓下同時發(fā)光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED射燈，所述交流驅(qū)動裝置(105)包括:整流模塊(11)，連接到外部交流電源，用于對輸入的交流電流進行整流以輸出脈動直流電流；分壓模塊(12)，連接到整流模塊(11)的正負輸出端，基于所述脈動直流電流輸出脈動直流電壓；控制模塊(13)，連接到所述分壓模塊(12)和所述兩組LED光源模組；其中，當所述脈動直流電壓上升到所述兩組LED光源模組的發(fā)光電壓時，所述控制模塊(13)控制該兩組LED光源模組處于并聯(lián)狀態(tài)并發(fā)光；當所述脈動直流電壓上升到所述發(fā)光電壓的兩倍時，所述控制模塊(13)控制所述兩組 LED光源模組處于串聯(lián)狀態(tài)并發(fā)光。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述 的LED射燈，所述整流模塊(11)包括四個整流二極管(201、 202、203、204)，其中每兩個整流二極管串聯(lián)分別形成一個支路，兩個支路并聯(lián)形成該整流模塊(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED射燈，所述分壓模塊(12)包括兩個串聯(lián)連接的分壓電阻 (205、206)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED射燈，所述兩組LED光源模組包括第一LED光源模組 (207)和第二 LED光源模組(211)，所述控制模塊(13)包括:控制裝置(212)，其輸入端連接到所述兩個分壓電阻之間，用于實時檢測所述脈動直流電壓的電壓大??；第一和第二晶體管(208、210)，該兩個晶體管的柵極分別連接到所述控制裝置的輸出端，第一晶體管(208)連接在第一 LED光源模組(207)的負端與所述分壓模塊(12)的正端之間，第二晶體管(210)連接在第二 LED光源模組(211)的正端與所述分壓模塊(12)的負端之間；二極管(209)，連接在所述第一 LED光源模組(207)的負端和第二 LED光源模組(211) 的正端之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED射燈，其中，當所述控制裝置(212)檢測到所述脈動直流電壓上升到所述LED光源模組的發(fā)光電壓時，其控制第一和第二晶體管(208、210)導通，二極管(209)截止； 當所述控制裝置(212)檢測到所述脈動直流電壓上升到所述發(fā)光電壓的兩倍時，其控制第一和第二晶體管(208、210)截止，二極管(209)導通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的LED射燈，所述兩組LED光源模組是單顆低壓光源或采用COB封裝的 高壓LED 模組。
專利摘要一種LED射燈，包括燈頭(106)；交流驅(qū)動裝置(105)，設置在散熱體(104)和燈頭(106)構(gòu)成的封閉空間內(nèi)；設置在燈頭(106)上的散熱體(104)；安裝在散熱體(104)上的光源模組板(103)；緊固件(102)，用于把LED光源模組板(103)、散熱體(104)和燈頭(106)固定在一起；和安裝在散熱體(104)大口端的透鏡(101)。所述交流驅(qū)動裝置(105)能夠根據(jù)輸入交流電流的變化來控制光源模組板(103)上的兩組LED光源模組的串并聯(lián)狀態(tài)，使得該兩組LED光源模組可以在全電壓下同時發(fā)光。根據(jù)本實用新型，可以實現(xiàn)全電壓工作以及所有LED全部點亮，具有較高的功率因數(shù)和較長的工作壽命。
文檔編號F21S8/00GK202972830SQ20122073981
公開日2013年6月5日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者楊冕, 李東明, 龍文濤, 封正勇 申請人:四川新力光源股份有限公司