專利名稱：用于替換低壓交流白熾燈的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及發(fā)光二極管通用照明。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種用于替換低壓交流白熾燈的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路。
背景技術(shù)：
如今，照明占全球用總電量的近五分之一，其絕大部分仍然使用低效率的白熾燈。 推廣節(jié)能照明技術(shù)將大大節(jié)省電能，減少二氧化碳排放量，并減少新建發(fā)電廠的需求。例如，美國(guó)能源部預(yù)計(jì)僅將嵌入式聚光燈替換成LED —項(xiàng)，每年就可節(jié)省81. 2萬(wàn)億瓦時(shí)的電能，相當(dāng)于670萬(wàn)個(gè)家庭的年用電量。綜上，僅此一項(xiàng)所節(jié)省的電能即可減少13個(gè)1000MW 火電廠的建造。常用MR16白熾燈的功耗范圍為IOW至50W，其光通量范圍為150流明(Im) 至8001m。因此，典型的MR16白熾燈的效率約為每瓦15流明(lm/W)。如今的LED技術(shù)為MR16白熾燈提供了高性價(jià)比、MR16兼容的固態(tài)照明替代方案。 這些LED在相同亮度條件下可達(dá)到每瓦100流明(lm/W)比MR16白熾燈節(jié)省了 80%的功耗。 此外，典型MR16白熾燈的使用時(shí)間在2000小時(shí)以內(nèi)，而LED在長(zhǎng)期工作(50，000小時(shí))后仍可保持相當(dāng)高(70%)的光照強(qiáng)度。LED較長(zhǎng)的使用壽命有效降低了產(chǎn)品有效期內(nèi)的燈泡更換率，從而降低維護(hù)和使用費(fèi)用。由于MR16白熾燈的已有的應(yīng)用特點(diǎn)，它是主要由低壓12V交流驅(qū)動(dòng)。這12V交流是由一般電磁變壓器或電子變壓器將120V or 220V市電電壓降壓成相應(yīng)的12V交流電壓。 由于MR16白熾燈呈現(xiàn)純線性電阻特性，它能很好地與電磁變壓器或電子變壓器一起兼容工作。對(duì)發(fā)光二極管而言，為了使發(fā)光二極管工作運(yùn)行良好，要求其發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)源為電流源；通常這發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)器是由直流-直流開關(guān)電源構(gòu)成；由于直流-直流開關(guān)電源的閉環(huán)調(diào)節(jié)作用，發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)器的輸出電流可以是一恒定直流電流。開關(guān)電源具有相當(dāng)高的效率，即其輸入功率基本上等于輸出功率。又由于發(fā)光二極管的電壓及電流恒定，即發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)功率恒定，可得出這發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)器的輸入電流是與這發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)器的輸入電壓成反比變化，也就是說(shuō)，這發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)器的輸入阻抗是一非線性阻抗，它隨著這發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)器的輸入電壓增加而增加，不是呈現(xiàn)純線性電阻特性。由于這發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)器的輸入非線性阻抗特征，使得這發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)器不能很好地與所有電子變壓器一起正常兼容工作，從而使得發(fā)光二極管有閃爍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能用于替換低壓MR16白熾燈并與所有電磁變壓器和電子變壓器正常兼容工作的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路；其能解決發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)器不能很好地與所有電磁變壓器和電子變壓器一起正常兼容工作的應(yīng)用問(wèn)題。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種用于替換低壓交流白熾燈的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路，包括電磁變壓器或電子變壓器和低壓交流輸入的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路，還包括輸入電流校正電路；電磁變壓器或電子變壓器、輸入電流校正電路和低壓交流輸入的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路依次相連；輸入電流校正電路根據(jù)輸入電流校正電路兩端的輸入電壓及頻率提供一相應(yīng)的補(bǔ)償電流；低壓交流輸入的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路向發(fā)光二極管負(fù)載提供預(yù)置的恒定直流電流；補(bǔ)償電流與由低壓交流輸入的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路輸入電壓產(chǎn)生的輸入電流組合形成電磁變壓器或電子變壓器的負(fù)載電流；負(fù)載電流能使得電磁變壓器或電子變壓器正常工作。作為本發(fā)明的用于替換低壓交流白熾燈的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路的改進(jìn)輸入電流校正電路的補(bǔ)償電流能使電磁變壓器或電子變壓器正常工作的條件是當(dāng)為電子變壓器時(shí)，使電子變壓器的負(fù)載電流為一感性電流；當(dāng)為電磁變壓器時(shí)，使電磁變壓器的負(fù)載電流為一容性電流。作為本發(fā)明的用于替換低壓交流白熾燈的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路的進(jìn)一步改進(jìn)輸入電流校正電路為一隨頻率變化的阻抗器。作為本發(fā)明的用于替換低壓交流白熾燈的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路的進(jìn)一步改進(jìn)輸入電流校正電路包括電感L和電容C ；電感L和電容C為串聯(lián)，該串聯(lián)電路的兩端并聯(lián)于電磁變壓器或電子變壓器的輸出，該串聯(lián)電路的兩端且并聯(lián)于低壓交流輸入的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路的輸入。作為本發(fā)明的用于替換低壓交流白熾燈的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路的進(jìn)一步改進(jìn)輸入電流校正電路還包括電阻R，電阻R和電感L并聯(lián)后再與電容C串聯(lián)；該串聯(lián)電路的兩端并聯(lián)于電磁變壓器或電子變壓器的輸出，該串聯(lián)電路的兩端且并聯(lián)于低壓交流輸入的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路的輸入。具體而言本發(fā)明是包括輸入電流校正電路和常用低壓交流輸入的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路，輸入電流校正電路是根據(jù)其系統(tǒng)輸入電壓及頻率提供一相應(yīng)的補(bǔ)償電流；常用低壓交流輸入的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路向發(fā)光二極管負(fù)載提供預(yù)置的恒定直流電流；補(bǔ)償電流與由常用低壓交流輸入的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路其系統(tǒng)輸入電壓產(chǎn)生的輸入電流組合形成電磁變壓器和電子變壓器的負(fù)載電流；該負(fù)載電流能使得電磁變壓器和電子變壓器正常工作。輸入電流校正電路能根據(jù)其輸入電壓及頻率提供一相應(yīng)的補(bǔ)償電流。輸入電流校正電路的補(bǔ)償電流能使電子變壓器正常工作的條件是使這電子變壓器的負(fù)載電流是一感性電流。輸入電流校正電路是一隨頻率變化的阻抗器，輸入電流校正電路可簡(jiǎn)單由電感L、電容 C和有或沒(méi)有電阻R組成。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是能夠使常用發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路與所有的電磁變壓器和電子變壓器正常工作。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是能夠使電子變壓器工作于最佳工作條件，即電子變壓器的負(fù)載是一感性電流負(fù)載。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是能夠保持電子變壓器內(nèi)的功率開關(guān)工作于零電壓開關(guān)條件下。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是能夠使電子變壓器的輸出電壓增加而增加其對(duì)應(yīng)的感性電流以彌補(bǔ)常用發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路由于其系統(tǒng)輸入電壓增加而減少輸入電流。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖1是本發(fā)明的用于替換低壓交流MR16白熾燈并與所有電子變壓器正常工作的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成的方框圖；圖2是本發(fā)明的用于替換低壓交流MR16白熾燈并與所有電子變壓器正常工作的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成具體實(shí)施例1的電路圖。圖3是本發(fā)明的用于替換低壓交流MR16白熾燈并與所有電子變壓器正常工作的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成具體實(shí)施例2的電路圖；圖1 圖3中1電磁變壓器或電子變壓器，2輸入電流校正電路， 3發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路；
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1、本發(fā)明的用于替換低壓交流MR16白熾燈并與所有電磁變壓器和電子變壓器正常工作的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路包括輸入電流校正電路2和常用的低壓交流輸入的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路3。由電路圖2看，該輸入電流校正電路2是由電感L與電容C串聯(lián)構(gòu)成。該低壓交流輸入的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路3是由一全波整流器加一直流-直流開關(guān)變換器構(gòu)成(此屬于現(xiàn)有技術(shù))。對(duì)電磁變壓器和電子變壓器而言，兩者的工作頻率有巨大的差別。電磁變壓器的工作頻率是市電頻率50Hz或60Hz。而電子變壓器的工作頻率是大約45KHz左右。這兩者頻率有三個(gè)數(shù)量級(jí)之差。當(dāng)輸入電流校正電路2中的電感L與電容C值在市電頻率50Hz 或60Hz時(shí)，電感L相當(dāng)于短路而電容C呈現(xiàn)高阻抗；而在45KHz時(shí)電容C相當(dāng)于短路而電感L呈現(xiàn)比較低的感性阻抗。由于輸入電流校正電路2的上述頻率阻抗特性，使得輸入電流校正電路2在市電頻率50Hz或60Hz時(shí)基本呈現(xiàn)開路，即電磁變壓器除了低壓交流輸入的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路3的輸入電流外基本沒(méi)有比較大的額外電流。由于輸入電流校正電路2的上述頻率阻抗特性，還使得輸入電流校正電路2在45KHz時(shí)呈現(xiàn)比較低的感性阻抗，即電子變壓器除了輸出低壓交流輸入的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路3的輸入電流外，還有比較大的感性電流。 例如L = IOOuH, C = luF，這輸入電流校正電路2的阻抗頻率特性是當(dāng)為市電頻率60Hz時(shí)，Z(j ω) = jcoL-j/coC= j0. 03768-j2653. 9 = -j2653. 89在市電頻率60Hz時(shí)，正是該高容性阻抗對(duì)12V AC產(chǎn)生相當(dāng)小的電流，這相當(dāng)于該輸入電流校正電路2開路。對(duì)電磁變壓器而言，該輸入電流校正電路2基本不從電磁變壓器抽取電流。當(dāng)為45KHz 時(shí)，Z (j ω) = j ω L-j/ ω C = j28. 26-j3. 538 = j24. 722在45KHz時(shí)，電容C的阻抗相當(dāng)?shù)?，可視為短路。電感L是輸入電流校正電路2的主要阻抗元件而呈現(xiàn)感性阻抗。正是該比較低的感性阻抗產(chǎn)生足夠大的感性電流能保證電子變壓器的功率開關(guān)可以工作于零電壓開關(guān)條件下。并且該電子變壓器可以完成正常變壓功能，從而使得常用低壓交流輸入的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路3能有足夠的輸入功率來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管負(fù)載，即提供恒定的直流電流或方波電流。實(shí)施例2、如圖3所示，本發(fā)明的用于替換低壓MR16白熾燈并與所有電磁變壓器和電子變壓器正常工作的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路包括輸入電流校正電路2和常用的低壓交流輸入的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路3。由電路圖3看，該輸入電流校正電路2是由電感L與電阻R 并聯(lián)支路與電容C串聯(lián)構(gòu)成(例如L = IOOuH, R= 100 Ω, C = IuF)。該常用的低壓交流輸入的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路3是由一全波整流器加一直流-直流開關(guān)變換器構(gòu)成。其與具體實(shí)例1的電路圖一的工作原理相似，所選擇的電感L和電阻R值，在市電頻率50Hz或60Hz時(shí)呈現(xiàn)低阻抗，即電感L與電阻R并聯(lián)支路可視為短路。而選擇電容C 值使其在市電頻率50Hz或60Hz時(shí)呈現(xiàn)容性高阻抗。而在45KHz時(shí)，電容的阻抗相當(dāng)?shù)?，可視為短路。這使得輸入電流校正電路2呈現(xiàn)比較低的電感-電阻性阻抗，由于輸入電流校正電路2的這一頻率阻抗特性，這使得輸入電流校正電路2在市電頻率50Hz或60Hz時(shí)基本呈現(xiàn)開路，即電磁變壓器除了低壓交流輸入的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路3的輸入電流外基本沒(méi)有比較大的額外電流。這又可使得輸入電流校正電路2在45KHz時(shí)呈現(xiàn)比較低的電感-電阻性阻抗，即電子變壓器除了低壓交流輸入的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路3的輸入電流外，還有一不大的電阻性電流和比較大的感性電流組合而成一感性電流。這使得電子變壓器可以完成正常變壓功能，從而使得常用低壓交流輸入的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電，3能有足夠的輸入功率來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管負(fù)載，即提供恒定的直流電流或方波電流。由于輸入電流校正電路2的作用，它使得該低壓交流輸入的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)器 (即，低壓交流輸入的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路幻不能很好地與所有電子變壓器一起正常兼容工作的問(wèn)題得以克服，從而使得發(fā)光二極管沒(méi)有閃爍。最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的若干個(gè)具體實(shí)施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.用于替換低壓交流白熾燈的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路，包括電磁變壓器或電子變壓器 (1)和低壓交流輸入的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路(3)，其特征是還包括輸入電流校正電路O)； 所述電磁變壓器或電子變壓器(1)、輸入電流校正電路( 和低壓交流輸入的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路⑶依次相連；所述輸入電流校正電路( 根據(jù)輸入電流校正電路( 兩端的輸入電壓及頻率提供一相應(yīng)的補(bǔ)償電流；所述低壓交流輸入的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路(3)向發(fā)光二極管負(fù)載提供預(yù)置的恒定直流電流；所述補(bǔ)償電流與由低壓交流輸入的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路C3)輸入電壓產(chǎn)生的輸入電流組合形成電磁變壓器或電子變壓器(1)的負(fù)載電流；所述負(fù)載電流能使得電磁變壓器或電子變壓器(1)正常工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于替換低壓交流白熾燈的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路，其特征是所述輸入電流校正電路O)的補(bǔ)償電流能使電磁變壓器或電子變壓器(1)正常工作的條件是當(dāng)為電子變壓器時(shí)，使所述電子變壓器的負(fù)載電流為一感性電流；當(dāng)為電磁變壓器時(shí)，使所述電磁變壓器的負(fù)載電流為一容性電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于替換低壓交流白熾燈的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路，其特征是所述輸入電流校正電路(2)為一隨頻率變化的阻抗器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于替換低壓交流白熾燈的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路，其特征是所述輸入電流校正電路⑵包括電感L和電容C ；所述電感L和電容C為串聯(lián)，該串聯(lián)電路的兩端并聯(lián)于電磁變壓器或電子變壓器(1)的輸出，該串聯(lián)電路的兩端且并聯(lián)于低壓交流輸入的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路(3)的輸入。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于替換低壓交流白熾燈的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路，其特征是所述輸入電流校正電路⑵還包括電阻R，所述電阻R和電感L并聯(lián)后再與電容C串聯(lián)； 該串聯(lián)電路的兩端并聯(lián)于電磁變壓器或電子變壓器(1)的輸出，該串聯(lián)電路的兩端且并聯(lián)于低壓交流輸入的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路(3)的輸入。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于替換低壓交流白熾燈的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路，包括依次相連的電磁變壓器或電子變壓器(1)、輸入電流校正電路(2)和低壓交流輸入的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路(3)；輸入電流校正電路(2)根據(jù)輸入電流校正電路(2)兩端的輸入電壓及頻率提供一相應(yīng)的補(bǔ)償電流；低壓交流輸入的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路(3)向發(fā)光二極管負(fù)載提供預(yù)置的恒定直流電流；補(bǔ)償電流與由低壓交流輸入的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路(3)輸入電壓產(chǎn)生的輸入電流組合形成電磁變壓器或電子變壓器(1)的負(fù)載電流；負(fù)載電流使得電磁變壓器或電子變壓器(1)正常工作。本發(fā)明能解決發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)器不能很好地與所有電磁變壓器和電子變壓器一起正常兼容工作的應(yīng)用問(wèn)題。
文檔編號(hào)H05B37/02GK102291882SQ201110149909
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月4日
發(fā)明者翁大豐 申請(qǐng)人:魏其萃