专利名称：满组合效率led灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种微电子在电气照明及灯饰，特别指满组合效率LED灯。
背景技术：
电光源的发光效率η是指消耗单位电功率P所产生的光通量Φ而言。即η＝Φ/P (1)LED的发光效率是指LED发出的光通量与LED本身(不含附件)消耗功率之比。
LED的发光效率远高于常规光源，用LED组合成照明灯或景观灯将是未来方向之一。
通常LED灯是由LED阵列组成，LED灯的发光效率η1等于LED灯发出的总光通量Φ1与LED灯从电网吸收的有功功率P1之比，即η1＝Φ1/P1(2)式中，η1称为LED灯的发光效率，又称为LED灯组合效率。
LED阵列的效率η2等于各LED阵列发出的光通量与LED阵列(不含附件)吸收功率之比。
η2=Σi=1nηiPi/Σi=1nPi---(3)]]>式中 是第1，2，......，n个LED的发光效率与其消耗功率之积之和； 是各LED消耗功率之和。如果LED灯的组合效率η1大于其LED阵列效率的97％则称为满组合效率LED灯。即满组合效率LED灯的组合效率应为η1＞0.97η2 (4)式(4)说明，满组合效率LED灯中，其驱动电源的功率损耗应小于其从电网吸收总功率的3％。
目前LED灯的技术主要有以下几种(1)变压器降压→整流→滤波→稳压→向LED阵列供电。
(2)电感降压→整流→滤波→稳压→向LED阵列供电。
(3)电容降压→整流→滤波→稳压→向LED阵列供电。
(4)电阻降压→整流→滤波→稳压→向LED阵列供电。
在以上几种方式中，稳压方式有的用稳压三端，有的用专用稳压电路，有的用单片机，有的用稳压管等。
以上现有技术方案存在以下几个问题(1)电路中的降压器件功率损耗较高，几乎均在10％以上。进而使LED灯的组合效率显著下降。
(2)LED抗干扰能力差，面对雷电冲击波的折射波、静电感应雷击波、高电位反击、浪涌、谐波、中性线断线等高能量干扰，极易部分或全部LED损坏。且用氧化锌浪涌保护器也不能有效保护。
(3)LED灯运行条件不匹配，将导致部分LED劣化运行进而缩短寿命。
(4)就现有技术，对LED灯进行“节电运行”控制时，常采用电阻(电位器)降压，往往导致LED发光效率η下降或部分LED早衰。
总之，尽管LED发光效率高、寿命长，但LED灯的发光效率不一定高，寿命不一定长。
发明内容
本发明的目的在于提供一种满组合效率LED灯，它有效防止浪涌致损、确保长寿命的，能在不降低组合效率的情况下实现节电运行的LED灯。
本发明所提供的一种满组合效率LED灯，其特征在于它由高能干扰吸收器和保护驱动模块连接而成，其中高能干扰吸收器，用于吸收高能干扰信号；保护驱动模块，用于将交流220V电压整流、滤波、稳压和变换电平以驱动LED阵列。
在上述的满组合效率LED灯中，高能干扰吸收器是由熔断器和避雷管连接组成。
在上述的满组合效率LED灯中，熔断器可采用自复熔丝或非自复熔丝。
在上述的满组合效率LED灯中，保护驱动模块包括依次相连的整流电路、滤波电路、稳压电路、LED阵列驱动器、LED阵列电路和节能运行控制器，其中由整流电路、滤波电路、稳压电路组成电路，用于由220V交流电压直接变换为直流电压向LED阵列供电的电路；LED阵列驱动器，用于电平转换、稳压稳流、隔离干扰信号使LED免受其害；节能运行控制器，用作LED灯节电运行控制器；LED阵列电路，用于将若干个LED灯按预定方案进行排布所形成的阵列按控发光。
在上述的满组合效率LED灯中，节能运行控制器包括依次相连的照度要求检测电路、转换控制电路、切换控制电路和振动电路，以及与所述转换控制电路连接的全部LED投运控制电路，其中照度要求检测电路，用于检测工作人员是否在工作面上；转换控制电路，用于根据所述照度要求检测电路对照度的要求控制采用全导通还是轮流切换部分导通；振动电路，用于产生振荡信号；切换控制电路，用于根据振荡电路的频率控制LED阵列投运顺序；和全部LED投运控制电路，用于控制全部的LED投入运行。
在上述的满组合效率LED灯中，照度要求检测电路是由分立元件，即三个电阻(R1、R2、R3)、二个晶体管(T1、T2)、一个开关(K)和一个红外探测器(TK)所组成。
在上述的满组合效率LED灯中，转换控制电路采用六倒相器集成电路模块。
在上述的满组合效率LED灯中，振动电路由一个电容(C)、二个电阻(R4、R5)和二个六倒相器集成电路模块组成。
在上述的满组合效率LED灯中，切换控制电路由集成电路(IC3)和若干个二极管所组成。
由于采用了上述的技术解决方案，当电网发生高能干扰时，能将其限制在较小干扰信号范围内或将其阻断，并通过LED阵列驱动器将其与LED阵列隔离，进而避免LED在干扰信号作用下受损早衰，确保LED灯长寿命。另外，本发明避免采用降压器件，用微电子器件组成的驱动器转换电平，LED灯的功率损耗显著下降，组合效率显著提高。同时，在需要进行节能运行的场合，也能避免以往方案中用电阻(电位器)降压所带来的功率损耗。
图1是本发明的电路模块示意图；图2是本发明中的高能干扰吸收器的电路原理图；图3是本发明中保护驱动模块的功能框图；图4是本发明中由LED阵列驱动器和LED阵列电路组成的电路接线的示意图。
图5是本发明中的节能运行控制器的原理图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明满组合效率LED灯采用模块结构，由高能干扰吸收器1和保护驱动模块2所组成。
高能干扰吸收器1，用于吸收高能干扰信号。如图2所示，其主要由常规的熔断器11与避雷管12组成，熔断器11可采用自复熔丝或非自复熔丝。
参见图2，当电网出现雷电冲击波折射波、静电感应雷击、高电位反击、浪涌、谐波、中性线断线等高能干扰时，能在8.5×10-12s时间内作出反应，有效地保护LED免受冲击。因这一部分易损，单独组成模块以便按需更换。
如图3所示 保护驱动模块2包括整流电路23，滤波电路24，稳压电路25，LED阵列驱动器26，节能运行控制器27，LED阵列电路28。其中滤波电路24，可用电容滤波，也可用电感滤波；稳压电路25，可用稳压管，也可用避雷管。
整流电路23、滤波电路24、稳压电路25均采用常规的电路。由整流电路23、滤波电路24、稳压电路25组成的由220V交流电压直接变换为直流电压向LED阵列供电的电路。
LED阵列驱动器26是由多个IC(集成电路)芯片组成的LED阵列驱动器，IC芯片具有电平转换、稳压稳流、隔离干扰信号使LED免受其害的功能。
图4是由LED阵列驱动器26和LED阵列电路28组成的电路接线的示意图。
其中IC1是采用型号为CH40120模块的情况，也可采用集成电路模块CD4010、CD4050、CD140107或稳压管等，电路类同。
节能运行控制器27是LED灯节电运行控制器，其功能是工作人员离开工作面不需强光照明时，自动转入各LED阵列轮流运行状态，其电路接线如图5所示。
参见图5，节能运行控制器27包括照度要求检测电路271、转换控制电路272、切换控制电路273、振动电路274和全部LED投运控制电路275。其中照度要求检测电路271，用于检测工作人员是否在工作面上。它由分立元件电阻R1、R2、R3、晶体管T1、T2、开关K和红外探测器TK组成。
转换控制电路272，用于根据照度要求检测电路271对照度的要求控制采用全导通还是轮流切换部分导通。它可采用(1/6)IC2(六倒相器集成电路模块)。
振动电路274，用于产生振荡信号。它由电容C、电阻R4、R5和二个(1/6)IC2组成。
切换控制电路273，用于根据振荡电路的频率控制LED阵列投运顺序。它由集成电路IC3和多个二极管所组成。
全部LED投运控制电路275，用于控制全部的LED投入运行，它由若干个二极管所组成。
该节能运行控制器27工作原理说明如下通常LED灯由多个带驱动器的LED阵列组成，将各阵列分别与A0，A1，A2......A9连接，其运行控制过程如下当工作人员在工作面需要高照度时，红外探测器Tk处于高阻状态(或用手动打开k)→T1截止→①高电位→T2导通→②低电位→(1/6)IC2倒相→③高电位→A0，A1......A9均为高电位→各LED阵列全部投运，且→④低电位→C0，C1，......C9均为输出低电位。
当工作人员离开工作面，不需高照度时，Tk处于低阻状态(或手动k闭合)连锁反应为T1导通→①低电位→T2截止→②高电位→(1/6)IC2倒相→③低电位→B0，B1，B2，......B9均低电位，不会同时驱动A0，A1，......A9上的各LED阵列，且→(1/6)IC2倒相→④高电位→在二个(1/6)IC2组成的振荡器作用下，C0，C1，......C9轮流输出高电位→A0，A1，A2，......A9所连LED阵列轮流运行。
综上所述，本发明，当电网发生雷电冲击波折射波、静电感应雷击、高电位反击浪涌、谐波、中性线断线等高能干扰时，通过高能干扰吸收器将其限制在较小干扰信号范围内或将其阻断；对上述被限制的或未予反应的较小干扰信号，由LED阵列驱动器将其与LED阵列隔离。进而避免LED在干扰信号作用下受损早衰，确保LED灯长寿命。
由于不采用降压器件，用微电子器件组成的驱动器转换电平，LED灯的功率损耗显著下降，组合效率显著提高。实施结果表明，大功率的LED灯在连续长时间运行情况下，只有微热的感觉，说明转换为热能散失的功率很小。在需要进行节能运行的场合，也能避免以往方案中用电阻(电位器)降压所带来的功率损耗。
尽管本发明对电路结构特征功用是以具体语言作说明的，但应理解，所附权利要求书所限定的本发明并非一定得限于所说明的具体特征或功用。相反，这些具体特征和功用只是作为所要求保护的本发明的示范性实施方式加以披露的。
权利要求
1.一种满组合效率LED灯，其特征在于它由高能干扰吸收器和保护驱动模块连接而成，其中高能干扰吸收器，用于吸收高能干扰信号；保护驱动模块，用于将交流220V电压整流、滤波、稳压和变换电平以驱动LED阵列。
2.根据权利要求1所述的满组合效率LED灯，其特征在于所述的高能干扰吸收器是由熔断器和避雷管连接组成。
3.根据权利要求2所述的满组合效率LED灯，其特征在于所述的熔断器可采用自复熔丝或非自复熔丝。
4.根据权利要求1所述的满组合效率LED灯，其特征在于所述的保护驱动模块包括依次相连的整流电路、滤波电路、稳压电路、LED阵列驱动器、LED阵列电路和节能运行控制器，其中由整流电路、滤波电路、稳压电路组成电路，用于由220V交流电压直接变换为直流电压向LED阵列供电的电路；LED阵列驱动器，用于电平转换、稳压稳流、隔离干扰信号使LED免受其害；节能运行控制器，用作LED灯节电运行控制器；LED阵列电路，用于将若干个LED灯按预定方案进行排布所形成的阵列按控发光。
5.根据权利要求4所述的满组合效率LED灯，其特征在于所述节能运行控制器包括依次相连的照度要求检测电路、转换控制电路、切换控制电路和振动电路，以及与所述转换控制电路连接的全部LED投运控制电路，其中照度要求检测电路，用于检测工作人员是否在工作面上；转换控制电路，用于根据所述照度要求检测电路对照度的要求控制采用全导通还是轮流切换部分导通；振动电路，用于产生振荡信号；切换控制电路，用于根据振荡电路的频率控制LED阵列投运顺序；和全部LED投运控制电路，用于控制全部的LED投入运行。
6.根据权利要求5所述的满组合效率LED灯，其特征在于所述的照度要求检测电路是由分立元件，即三个电阻(R1、R2、R3)、二个晶体管(T1、T2)、一个开关(K)和一个红外探测器(TK)所组成。
7.根据权利要求5所述的满组合效率LED灯，其特征在于所述的转换控制电路采用六倒相器集成电路模块。
8.根据权利要求5所述的满组合效率LED灯，其特征在于所述的振动电路由一个电容(C)、二个电阻(R4、R5)和二个六倒相器集成电路模块组成。
9.根据权利要求5所述的满组合效率LED灯，其特征在于所述的切换控制电路由集成电路(IC3)和若干个二极管所组成。
全文摘要
一种满组合效率LED灯，由高能干扰吸收器和保护驱动模块连接而成，其中高能干扰吸收器，用于吸收高能干扰信号；保护驱动模块，用于将交流220V电压整流、滤波、稳压和变换电平以驱动LED阵列，包括依次相连的整流电路、滤波电路、稳压电路、LED阵列驱动器、LED阵列电路和节能运行控制器。本发明当电网发生高能干扰时，能将其限制在较小干扰信号范围内或将其阻断，并通过LED阵列驱动器将其与LED阵列隔离，进而避免LED在干扰信号作用下受损早衰，确保LED灯长寿命。另外，本发明避免采用降压器件，用微电子器件组成的驱动器转换电平，LED灯的功率损耗显著下降，组合效率显著提高。同时，在需要进行节能运行的场合，也能避免以往方案中用电阻降压所带来的功率损耗。
文档编号H01H85/041GK101056484SQ200610025710
公开日2007年10月17日 申请日期2006年4月14日 优先权日2006年4月14日
发明者徐玉琦, 徐文澜 申请人:徐玉琦