[发明专利]具有恒流、恒压及保护功能的新型LED照明器件

说明书

技术领域

本发明涉及的是能对LED照明灯珠实施恒流、恒压供电并提供多种保护的新型器件及它的组成与连接电路。本发明系方法发明，按此方法可制造各种各样的LED照明器件。以本发明独创的新型LED照明器件与技术，生产的LED灯泡能够可靠、安全与经济地应用到220V、120V及100V交流电网上，对居室直接提供高质量的、无频闪、无紫外线辐射、无电磁波辐射、较低热辐射之真正健康舒适的照明光源。本发明独创的器件与技术，仅需数只电阻及小功率晶体管、几乎以“零成本”取代了开关电源及相关辅助元件，并完美地实现了对LED灯珠的恒流、恒压及多种保护、极大地降低了LED灯的照明成本。

背景技术

当前的技术中实现LED灯珠恒流、恒压及多种保护的是开关电源、大容量电解滤波电容及PWM脉宽调节器。它能将AC100V-260V的电网电压转变为所需的低电压、并能对LED灯珠恒流、恒压及保护。缺点是元件众多、体积较大，多数情况下不能安置在能直接上电网的灯泡中，更严重的是，开关电源供电方式中，大容量电解电容是不可豁缺的，但是电解电容的寿命与LED灯珠的寿命完全不相匹配。短寿命的电解电容抵消了LED灯珠超长寿命的优点。此外，开关电源的造价较高，直接提升了LED照明成本。开关电源的开关频率在100KHz以上，有100KHz长波辐射，有碍健康，不利于居室照明。开关电源是当前技术的主流。非主流的还有电容减压、整流后对LED灯珠供电的。他们没有保护功能，也不能实现恒流、恒压供电，LED灯珠发光质量差、寿命短。虽然很简单，但是，不安全、不可靠、属原始技术没有前途。

发明内容

本发明独创的新型恒流、恒压及多种保护功能的LED照明器件由N块功能相同的功能块串联构成。每一功能块都具有恒流、恒压及多种保护功能，因此，LED照明器件的核心元件系每一功能块。由于N块功能块完全相同，以下只需对一块功能块之独创性进行说明。设想整个LED照明有总数为NXMXL粒灯珠，那么，一块功能块将有MXL粒灯珠。首先将M粒LED灯珠按正负极性正确串联，得到一端为正另一端为负的M粒灯珠串。一个功能块有L条灯珠串，将L条M粒灯珠串按相同极性并联，得到一端为正另一端为负的、灯珠总粒数为MXL的灯珠块。本发明独创的具有恒流、恒压及保护的功能块由二只电阻、MXL粒灯珠块及一支晶体管构成。晶体管可以是NPN型、也可以是PNP型、可以是小功率管，也可以是中功率和大功率管。本发明中用多支小功率管并联替代中功率与大功率晶体管。主要原因是具有相同效能的多支并联小功率管的价格比单支中功率管或大功率管便宜很多，且不需安装额外的散热器。

二只电阻、一支晶体管是如何实现对MXL粒灯珠块的恒流、恒压及多种保护？本发明的独创性在于连结上述元件的电路。因为，只有按本发明提出的连接上述部件的电路，才能实现对LED灯珠块的恒流、恒压及多种保护。连接电路如下，由于LED MXL灯珠块有正、负极性，晶体管也有正、负极性。NPN型集电极c为正极、发射极e为负极；PNP型集电极c为负极、发射极e为正极。因此，上述元件的连接电路分别是：(一)NPN晶体管MXL灯珠块的正极端与集电极c连接、负极端与基极b连接；电阻R_C的一端与集电极连接，另一端为功能块的正极；电阻R_b一端与基极b连接另一端连接发射极e，发射极e为功能块的负极端(附图1)。(二)PNP晶体管MXL灯珠块的负极端与PNP晶体管集电极c连接，正极端与基极b连接，电阻R_c一端与集电极c相连，另一端为功能块的负极端，电阻R_b一端与基极b连接另一端与发射极e连接，发射极e为功能块的正极端(附图2)。

在功能块中有两只电阻R_b与R_c。基极电阻R_b之一端与LED灯珠块串联，且两端分别与基极b与反射及e并联(附图1、附图2)。它的功能是提供晶体管静态长期安全工作状态下的集电极电流。对于小功率管一般为零点几至1mA、中功率管则在数毫安左右，R_b上的电压降很小，通常设置在靠近临介截止状态；集电极电阻R_c的功能是调控MXL灯珠块两端电压确保MXL灯珠块两端电压恒定。晶体管是恒流、恒压及保护功能的核心元件。众所周知，晶体管为电流放大元件，当基极电流的变化量为ΔI，则在集电极的电流变化为βΔI，其中β为电流放大的系数。