一种交流直驱LED光源模块系统的制作方法

本发明涉及一种LED光源模块系统，尤其是一种交流直驱LED光源模块系统。

背景技术：

2016年下半年国家标准《道路和隧道照明用LED灯和模块接口规范》通过标准的约束对于各家的产品进行限制和统一，最终实现较强的互换性。因此LED光源模块在户外照明领域的优势更为明显。LED道路灯具一般由发光部件、驱动电源、灯具壳体三部分组成。其中驱动电源部分的成本占整个灯具成本的20%左右。因此，将电源与发光部件结合起来，可有效的控制灯具的成本，使成品有更强的市场竞争力。

目前市面上常用的LED配套电源一般采用的为开关型恒流驱动方式。但是开关型恒流驱动方式采用的电子元件较多，且电路中含电解电容，而电解电容的寿命较短，直接影响整机的寿命；开关型恒流驱动方式如想获得高功率因素，需增加功率因素校正电路，增加产品的成本；开关型恒流驱动方式电路中采用电感、电容等非线性元件进行电源的转换，线路电磁骚扰和空间电磁辐射较大。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：现有的开关型恒流驱动方式采用的电子元件较多，且电路中含电解电容，而电解电容的寿命较短，直接影响整机的寿命，且电路中采用电感、电容等非线性元件进行电源的转换，线路电磁骚扰和空间电磁辐射较大。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种交流直驱LED光源模块系统，包括前级超压保护电路、整流桥模块、后级超压保护电路、LED驱动电路以及LED光源；前级超压保护电路的输入端用于与交流市电相连；前级超压保护电路的输出端与整流桥模块的整流输入端相连； LED光源由依次串联的各个LED构成；整流桥模块的整流输出端经过后级超压保护电路后连接至LED驱动电路的信号端以及LED光源的正极；LED驱动电路的输出端与LED光源的负极相连；前级超压保护电路、整流桥模块、后级超压保护电路、LED驱动电路以及LED光源均集成安装在铝基板上。

采用将光源和电源部分集成在铝基板上，可有效的控制整灯成本，并使灯具在结构设计上更加灵活，缩短制造周期；电路中不含寿命较短的电解电容，可大幅提高灯具的使用寿命；无需功率因素校正电路就可获得高功率因素；没有使用电感等非线性元件，电磁骚扰较小，完全可通过电磁兼容安规测试；在铝基线路板上具有接地地线，保证了人的安全。

作为本发明的进一步限定方案，前级超压保护电路包括自恢复保险丝F1和压敏电阻RV1；自恢复保险丝F1的一端连接至交流市电的火线，另一端连接至整流桥模块的第一交流输入端；整流桥模块的第二交流输入端连接至交流市电的中线；压敏电阻RV1的两端分别连接在整流桥模块的第一交流输入端和第二交流输入端上。当输入端电压过高时，压敏电阻RV1迅速吸收，自恢复保险丝F1断开，当电压恢复时，自恢复保险丝F1恢复导通。

作为本发明的进一步限定方案，后级超压保护电路包括电阻R1、电阻R2以及压敏电阻RV2；电阻R1和电阻R2并联后串接在整流桥模块的正极整流输出端与LED驱动电路的信号端之间；压敏电阻RV2的一端连接整流桥模块的负极整流输出端，另一端与LED驱动电路的信号端相连；整流桥模块的负极整流输出端接地。电阻R1、电阻R 2、压敏电阻RV2在整流桥后端起到对瞬间高压的吸收，起到对后级电路的保护作用。

作为本发明的进一步限定方案，LED驱动电路包括第一驱动单元电路、第二驱动单元电路以及第三驱动单元电路；第一驱动单元电路包括IC驱动芯片U1、电阻R3、电阻R4以及电容C1；第二驱动单元电路包括IC驱动芯片U2、电阻R5、电阻R6以及电容C2；第三驱动单元电路包括IC驱动芯片U3、电阻R7、电阻R8以及电容C3；LED光源由LED1、LED2、LED3、LED4、LED5、LED6、LED7、LED8、LED9、LED10、LED11、LED12、LED13以及LED14依次串联构成；IC驱动芯片U1的四路输出端、IC驱动芯片U2的四路输出端以及IC驱动芯片U3的四路输出端对应互连，且第一路输出端连接至LED14的负极，第二路输出端连接至LED13的负极，第三路输出端连接至LED11的负极，第四路输出端连接至LED7的负极；LED14的正极连接至后级超压保护电路；IC驱动芯片U1、 IC驱动芯片U2 以及IC驱动芯片U3的电流控制端分别通过电阻R3、电阻R5以及电阻R7接地；IC驱动芯片U1、IC驱动芯片U2 以及IC驱动芯片U3的电源端分别通过电容C1、电容C2以及电容C3接地；IC驱动芯片U1、IC驱动芯片U2 以及IC驱动芯片U3的电压输入端分别通过电阻R4、电阻R6以及电阻R8合并后作为LED驱动电路的信号端连接至后级超压保护电路。

本发明的有益效果在于：（1）将光源和电源部分集成在一起，可有效的控制整灯成本，并使灯具在结构设计上更加灵活，缩短制造周期；（2）LED光源模组不含寿命较短的电解电容，可大幅提高灯具的使用寿命；（3）无需功率因素校正电路就可获得高功率因素；（4）LED光源模组没有使用电感等非线性元件，电磁骚扰较小，完全可通过电磁兼容安规测试；（5）LED光源模组线路板上具有接地地线，保证了人的安全。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的电路结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1和2所示，本发明公开的交流直驱LED光源模块系统，包括前级超压保护电路、整流桥模块、后级超压保护电路、LED驱动电路以及LED光源。

其中，前级超压保护电路的输入端用于与交流市电相连；前级超压保护电路的输出端与整流桥模块的整流输入端相连； LED光源由依次串联的各个LED构成；整流桥模块的整流输出端经过后级超压保护电路后连接至LED驱动电路的信号端以及LED光源的正极；LED驱动电路的输出端与LED光源的负极相连；前级超压保护电路、整流桥模块、后级超压保护电路、LED驱动电路以及LED光源均集成安装在铝基板上。

前级超压保护电路包括自恢复保险丝F1和压敏电阻RV1；自恢复保险丝F1的一端连接至交流市电的火线，另一端连接至整流桥模块的第一交流输入端；整流桥模块的第二交流输入端连接至交流市电的中线；压敏电阻RV1的两端分别连接在整流桥模块的第一交流输入端和第二交流输入端上。

后级超压保护电路包括电阻R1、电阻R2以及压敏电阻RV2；电阻R1和电阻R2并联后串接在整流桥模块的正极整流输出端与LED驱动电路的信号端之间；压敏电阻RV2的一端连接整流桥模块的负极整流输出端，另一端与LED驱动电路的信号端相连；整流桥模块的负极整流输出端接地。

LED驱动电路包括第一驱动单元电路、第二驱动单元电路以及第三驱动单元电路；第一驱动单元电路包括IC驱动芯片U1、电阻R3、电阻R4以及电容C1；第二驱动单元电路包括IC驱动芯片U2、电阻R5、电阻R6以及电容C2；第三驱动单元电路包括IC驱动芯片U3、电阻R7、电阻R8以及电容C3；LED光源由LED1、LED2、LED3、LED4、LED5、LED6、LED7、LED8、LED9、LED10、LED11、LED12、LED13以及LED14依次串联构成；IC驱动芯片U1的四路输出端、IC驱动芯片U2的四路输出端以及IC驱动芯片U3的四路输出端对应互连，且第一路输出端连接至LED14的负极，第二路输出端连接至LED13的负极，第三路输出端连接至LED11的负极，第四路输出端连接至LED7的负极；LED14的正极连接至后级超压保护电路；IC驱动芯片U1、 IC驱动芯片U2 以及IC驱动芯片U3的电流控制端分别通过电阻R3、电阻R5以及电阻R7接地；IC驱动芯片U1、IC驱动芯片U2 以及IC驱动芯片U3的电源端分别通过电容C1、电容C2以及电容C3接地；IC驱动芯片U1、IC驱动芯片U2 以及IC驱动芯片U3的电压输入端分别通过电阻R4、电阻R6以及电阻R8合并后作为LED驱动电路的信号端连接至后级超压保护电路。

本发明将LED驱动电路和LED光源集成在同一个铝基板上。图2中，前级超压保护电路和后级超压保护电路保护电路由自恢复保险丝F1、压敏电阻RV1、电阻R1、电阻R2、压敏电阻RV2组成，当输入端电压过高时，压敏电阻RV1迅速吸收，自恢复保险丝F1断开，当电压恢复时，自恢复保险丝F1恢复导通；电阻R1、电阻R 2、压敏电阻RV2在整流桥后端起到对瞬间高压的吸收，起到对后级电路的保护作用。

图2中，整流桥模块D1通过自恢复保险丝F1、压敏电阻RV1与交流市电相接，用于将交流市电进行全波整流为脉动直流电输出至LED驱动电路和LED光源。IC驱动芯片U1、IC驱动芯片U2以及IC驱动芯片U3的OUT1脚到OUT4脚分别并联使用，并与LED光源连接，驱动LED发光。电阻R3、电阻R5、电阻R7用于设置IC驱动芯片的输出电流；电容C1、电容C2、电容C3为系统提供更好的抗电磁干扰能力；电阻R4、电阻R6、电阻R8与IC驱动芯片的信号端相接，为IC模块供电。

LED光源模块系统中的LED光源为14颗。14颗串联在一起，其中LED1~LED7由U1-U3的OUT1脚驱动；LED1~LED11由U1-U3的OUT2脚驱动；LED1~LED13由U1-U3的OUT3脚驱动；LED1-LED14由U1-U3的OUT4脚驱动；驱动顺序根据正弦波0到峰值的变化分别由三个IC驱动芯片的OUT1脚到OUT4脚轮流驱动。

IC驱动芯片U1-U3均采用SM2315E高功率因数线性恒流电源IC；RV1和RV2均采用MOV7D471型号压敏电阻；整流桥模块采用MB6S芯片实现；自恢复保险丝F1采用F25T-020H型号自恢复保险丝。

本发明具有如下有益效果：

（1）本发明将灯具的光源和电源部分集成在一起，可有效的控制整灯成本，并使灯具在结构设计上更加灵活，缩短制造周期。

（2）本发明的LED光源模组不含寿命较短的电解电容，可大幅提高灯具的使用寿命。

（3）本发明无需功率因素校正电路就可获得高功率因素。

（4）本发明的LED光源模组没有使用电感等非线性元件，电磁骚扰较小，完全可通过电磁兼容安规测试。

（5）本发明的LED光源模组线路板上具有接地地线，保证了人的安全。