专利名称：发光二极管照明电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及照明技术，特别涉及发光二极管照明电路。
背景技术：
发光二极管(LED，Light Emitting Diode)是一种能够将电能转化为可见光的固 态半导体器件。由于其具有体积小、耗电量低及使用寿命长的优点，已逐渐代替传统光源而 被越来越广泛地应用于照明领域。由于发光二极管为直流驱动，为使其适应交流应用环境，较为常见的方法是先将 交流电整流成为直流电，然后供给发光二极管发光。例如，在中国专利申请200510013232. 1 中就公开了一种较为典型的发光二极管灯的驱动电路，该驱动电路中具有由二极管组成的 桥式整流电路。通过该桥式整流电路将交流电转换为直流电，以驱动发光二极管阵列工作。目前，为达到更稳定的照明效果，需要对流经发光二极管的电流进行精密控制，使 得该电流能够尽量恒定。例如，使用线性恒流电路保持流经发光二极管的电流恒定。又例 如，中国专利ZL03819789. 8使用恒流开关技术提供闭环电流控制电路，以获得更精确的电 流控制和更低的功耗。然而，以上对发光二极管的电流控制常建立在作为电源提供方的交流电源稳定的 基础上。当交流电源供电不足时，也会对发光二极管的照明效果造成影响，导致整个照明电 路工作异常。
发明内容
本发明提供一种发光二极管照明电路，以适应交流电源供电不足时的情况。为解决上述问题，本发明发光二极管照明电路包括由多个发光二极管串构成的桥式整流电路，所述发光二极管串由多个发光二极管 串联而成；以及至少一个旁路单元，所述旁路单元与桥式整流电路的两条直流通路中1个或 多个发光二极管旁路连接；在直流通路上电流低于所述旁路单元对应的旁路参考值时，所述旁路单元旁路与 其旁路连接的1个或多个发光二极管，直至所述电流高于或等于旁路参考值，所述旁路参 考值与每条直流通路上的发光二极管的最低工作电流对应。 与现有技术相比，上述发光二极管照明电路具有以下优点通过在直流通路上电 流低于旁路单元对应的旁路参考值时，由所述旁路单元旁路所连接的发光二极管，维持未 被旁路的发光二级管的正常照明，可以改善当供电的交流电源出现供电不足时影响发光二 极管照明电路的照明效果。
图1是本发明发光二极管照明电路的第一种实施方式示意图2是图1所示发光二极管照明电路中的旁路单元的一种实施例示意图；图3是本发明发光二极管照明电路的第一种实施例的局部电路图；图4是本发明发光二极管照明电路的第二种实施方式示意图；图5是图4所示发光二极管照明电路中的限流单元的一种实施例示意图；图6是本发明发光二极管照明电路的第二种实施例的局部电路图。
具体实施例方式参照图1所示，本发明发光二极管照明电路的第一种实施方式包括发光二极管串21和发光二极管串22，所述发光二极管串21和发光二极管串22分 别由多个发光二极管串接而成，发光二极管串21和发光二极管串22构成桥式整流电路；以及，旁路单元31和旁路单元32。其中，旁路单元31与发光二极管串21中的1个或多个发光二极管(以图1中省 略号替代)旁路连接；所述旁路连接是指所述旁路单元31的一端与其旁路连接的发光二极 管或首个发光二极管的正极相连，另一端与发光二极管串21所在直流通路的输出端相连；旁路单元32与发光二极管串22中的1个或多个发光二极管(以图1中省略号替 代)旁路连接；所述旁路连接是指所述旁路单元32的一端与其旁路连接的发光二极管或首 个发光二极管的正极相连，另一端与发光二极管串22所在直流通路的输出端相连。上述桥式整流电路与交流电源1相连，将交流电源1提供的交流电转换为直流电。 由于桥式整流电路本身即由发光二极管构成，因此当任一条直流通路(交流电源1的两端 11至12间、发光二极管串22所在的直流通路，以及交流电源1的两端12至11间、发光二 极管串21所在的直流通路)上流通直流电时，该直流通路上的发光二极管就获得直流电驱 动而发光。假设发光二极管串21所在的直流通路上流通直流电，则发光二极管串21中的各 个发光二极管获得直流电驱动而发光。由于交流电源1提供的交流电可能会出现波动，当 所述交流电出现供电不足时，发光二极管串21所在的直流通路上的直流电也将大幅度减 小。甚至，在所述直流电低于发光二极管的最低工作电流时，发光二极管将熄灭，从而影响 整个发光二极管照明电路的照明效果。此时，由于设置了旁路单元31，当大幅度减小的直流 电低于所述旁路单元31对应的旁路参考值时，旁路单元31会旁路与其旁路连接的发光二 极管，也即减少该直流通路上连接的发光二极管的数量，从而使得未被旁路的发光二极管 的流经直流电增大。也就是说，通过牺牲部分发光二极管来保证其余发光二级光的正常照 明。同样地，当发光二极管串22所在直流通路上的直流电出现大幅度减小，且低于所 述旁路单元32对应的旁路参考值时，旁路单元32也会进行同样的旁路处理。参照图2所示，以旁路单元31为例，其包括旁路控制单元301和比较单元302。 所述旁路控制单元301初始不开启旁路功能。所述比较单元302在直流通路上的直流电低 于旁路参考值时，产生启动所述旁路控制单元301旁路功能的开启信号。此时，所述旁路控 制单元301在获得所述开启信号后，旁路与所述旁路单元31旁路连接的发光二极管。当所 述直流通路上的直流电高于或等于旁路参考值时，所述比较单元302停止产生开启信号， 则所述旁路控制单元301也停止旁路功能。如此周而复始，从而实现对直流通路上连接的发光二极管数量的自动调节。至于旁路参考值的设定，则可根据直流通路上的发光二极管的最低工作电流来确定。例如，所述旁路参考值可以为所述最低工作电流，所述旁路单元31/32在流经的直流电 低于所述最低工作电流值时开启旁路功能。或者，所述旁路参考值也可以为参考电压，即所 述最低工作电流对应的电压，所述旁路单元31/32在流经的直流电对应的电压低于所述旁 路参考电压时开启旁路功能。通过上述对发光二极管照明电路的说明可以发现，经由旁路单元31/32在流经的 直流电低于旁路参考值时的旁路操作，可以发光二极管照明电路的整体正常工作。以下将通过具体的电路对限流单元进一步举例说明。图3为本发明发光二极管照明电路的一种实施例的局部电路图，其示出了桥式整 流电路的其中一条直流通路的电路结构。参照图3所示，所述直流通路的发光二极管串由
60个发光二极管(I\、T2......T59, T60)串接而成。在发光二极管T55的正极与旁路单元的
一端相连，旁路单元的另一端与所述60个发光二极管所在的直流通路的输出端(接地端) 相连。具体地说，所述旁路单元包括旁路开关Mb、采样电阻Rb以及比较器312。所述旁路 开关Mb为NMOS管，其漏极与所述发光二极管T56的正极相连，源极与所述采样电阻Rf的第 一端相连，栅极与所述比较器312的输出端相连。所述采样电阻Rf的第二端接地。采样电 阻Rf的第二端上的采样电压Vb输入至所述比较器312。所述比较器312的第一比较输入 端与旁路开关Mb的源极(所述采样电阻Rf的第一端)相连，第二比较输入端接收旁路参考 电压VMfl，输出端初始输出低电平的关闭信号，维持旁路开关Mb关闭。其中，所述旁路开关 Mb作为旁路控制单元，而所述采样电阻Rb和比较器312则构成比较单元。当所述发光二极管串所在直流通路上具有直流电Ib时，所述采样电阻Rb的第一端 上即具有采样电压Vb(Vb = IbXRb),所述采样电压Vb输入所述比较器312的第一比较输入 端。当交流电源供电不足导致Vb < Vrefl时，即显示所述发光二极管串所在直流通路上的直 流电Ib已经低于发光二极管串中发光二极管的最小工作电流，所述比较器312输出端输出 高电平的开启信号，使得旁路开关Mb开启。则，发光二极管T56 T6tl被旁路，即直流电Ib改 为经由旁路开关Mb及采样电阻Rb到地。此时，发光二级串中实际位于直流通路上的发光二 极管为T1 T55。因此，实际位于直流通路上的发光二极管数量减少，各个位于直流通路上 的发光二极管所获得的电流增加。从而，在交流电源供电不足的情况下，通过所述旁路过程 使得大部分发光二极管获得电流补偿，以维持这些发光二极管的正常工作。而当交流电源供电重新恢复正常时，即Vb彡Vrefl时，所述比较器312输出端输出 低电平的关闭信号，使得旁路开关Mb关闭。贝1」，发光二极管T56 T6tl未被旁路，即直流电Ib 重新经由发光二极管T56 T6tl到地。此时，发光二级串中实际位于直流通路上的发光二极 管为T1 T60。从以上电路工作过程可以看到，一旦交流电源出现供电不足而导致直流通路上的 直流电低于发光二极管的最小工作电流时，比较器312就会通过输出高电平的开启信号来 控制旁路开关Mb开启，旁路自所连接的发光二极管开始的该直流通路的其他发光二极管， 以维持未被旁路的发光二极管的正常工作。需要说明的是，所述旁路开关Mb并不局限于NMOS管，也可采用PMOS管和其他具 有开关功能的晶体管，只需参考上述说明相应更改比较器312的输出端信号即可。以PMOS管为例，其源极与所述发光二极管T56的正极相连，漏极与所述采样电阻Rb的第一端相连，栅极与比较器312的输出端相连。与当Vb < Vrefl时，比较器312输出低电平的开启信号， 而当Vf彡Vref时，比较器312输出高电平的关闭信号。此外，旁路单元的数量也并不仅限于一个，可根据设计需要，在多个发光二极管的 正极连接旁路单元。则相应地，各旁路单元所用旁路参考值也需根据所连接发光二极管在 发光二极管串中的位置确定。以上述基于旁路参考电压Vrefl进行旁路操作的情况为例，其 旁路参考电压可以发光二极管的最小工作电流与发光二极管T56 T6tl的阻值和的乘积来确 定。以此类推，连接于其他发光二极管的旁路单元的旁路参考值也可由此确定。参照图4所示，本发明发光二极管照明电路的第二种实施方式包括发光二极管串21和发光二极管串22，所述发光二极管串21和发光二极管串22分 别由多个发光二极管串接而成，发光二极管串21和发光二极管串22构成桥式整流电路；旁路单元31和旁路单元32，旁路单元31连接于发光二极管串21中的1个或多 个发光二极管(图未示)的正极，且与发光二极管串21所在直流通路中的最末一个发光二 极管的负极相连，旁路单元32连接于发光二极管串22中的1个或多个发光二极管(图未 示)的正极，且与发光二极管串22所在直流通路中的最末一个发光二极管的负极相连；以及，限流单元41和限流单元42，限流单元41位于发光二极管串21所在的直流 通路的输出端，且与其相邻的发光二极管的负极相连，限流单元42位于发光二极管串22所 在的直流通路的输出端，且与其相邻的发光二极管的负极相连。上述桥式整流电路与交流电源1相连，将交流电源1提供的交流电转换为直流电。 由于桥式整流电路本身即由发光二极管构成，因此当任一条直流通路上流通直流电时，该 直流通路上的发光二极管就获得直流电驱动而发光。假设发光二极管串21所在的直流通路上流通直流电，则发光二极管串21中的各 个发光二极管获得直流电驱动而发光。由于交流电源1提供的交流电可能会出现波动，当 所述交流电的峰值增大时，发光二极管的发光量将增大。而当所述交流电的峰值出现大幅 度波动时，发光二极管串21所在的直流通路上的直流电也将大幅度增加，从而产生损坏发 光二极管的隐患。此时，由于在所述直流通路的输出端设置有限流单元41，当大幅度增加的 直流电超过参考值时，限流单元41会对流经的直流电进行限制，使其减小到参考值以下。同样地，当发光二极管串22所在直流通路上的直流电出现大幅度增加，且超过参 考值时，限流单元42会对流经的直流电进行限制，使其减小到参考值以下。而旁路单元31和旁路单元32的功能已在第一种实施方式中说明，此处就不再赘 述了。以下仅针对限流单元41和限流单元42的工作过程进一步说明。参照图5所示，假定限流单元41和限流单元42的结构相同，以限流单元41为例， 其包括电流调节单元401和比较单元402。所述电流调节单元401初始不开启对流经的 直流电调节的功能，即直流输出等于直流输入。所述比较单元402在所述电流调节单元401 输出的直流电超过参考值时，产生启动所述电流调节单元401调节功能的使能信号。此时， 所述电流调节单元401在获得所述使能信号后，将流经的直流电调小。当所述电流调节单 元401调节后输出的直流电低于参考值时，所述比较单元402停止产生使能信号，则所述电 流调节单元401也停止调节功能，即此时直流输出再次等于直流输入。如此周而复始，从而 实现对流经的直流电的自动调节。
至于参考值的设定，则可根据直流通路上的发光二极管的最大额定电流来确定。 例如，假定发光二极管串21/22中各个发光二极管的最大额定电流相同，均为20毫安(mA)。 则所述参考值可以为参考电流，即所述最大额定电流20mA，所述限流单元41/42在流经的 直流电超过所述参考电流值时进行限流。或者，所述参考值也可以为参考电压，即所述最大 额定电流对应的电压，所述限流单元41/42在流经的直流电对应的电压超过所述参考电压 时进行限流。通过上述对发光二极管照明电路的说明可以发现，经由限流单元41/42在流经的 直流电超过参考值时的限流，可以避免所述桥式整流电路的直流通路上的发光二极管在交 流电源出现较大幅度波动时而损坏。此外，基于上述说明也可以发现，所述限流单元41/42也可以位于所述直流通路 的输入端，其同样能够实现所述限流功能。
以下将通过具体的电路对限流单元进一步举例说明。图6为本发明发光二极管照明电路的第二种实施例的局部电路图，其示出了桥式 整流电路的其中一条直流通路的电路结构。参照图3所示，所述直流通路的发光二极管串
由60个发光二极管(1\、T2......T59, T60)串接而成。在发光二极管T6tl的负极连接有限流
单元。具体地说，所述限流单元包括限流管Mf、采样电阻Rf以及比较器412。所述限流管 Mf为NMOS管，其漏极与所述发光二极管T6tl的负极相连，源极与所述采样电阻Rf的第一端 相连，栅极与所述比较器412的输出端相连。所述采样电阻Rf的第二端接地，用于将流经的 直流电If转换为采样电压Vf输入至所述比较器412。所述比较器412的第一比较输入端与 限流管Mf的源极(所述采样电阻Rf的第一端)相连，第二比较输入端接收参考电压VMf2， 输出端初始输出高电平的开启信号，维持限流管Mf开启。其中，所述限流管Mf作为电流调 节单元，而所述采样电阻Rf和比较器412则构成比较单元。当所述发光二极管串所在直流通路上具有直流电If时，所述采样电阻Rf的第一端 上即具有采样电压Vf (Vf = If XRf)，所述采样电压Vf输入所述比较器412的第一比较输入 端。当Vf > Vref2时，即显示所述发光二极管串所在直流通路上的直流电If已经超过发光二 极管串中发光二极管的最大额定电流，所述比较器412输出端输出低电平的使能信号，使 得限流管吣逐渐关闭。则相应地，通过限流管Mf的直流电也逐渐减小。相应地，所述采样 电压Vf也逐渐减小。当Vf < Vref时，即显示所述发光二极管串所在直流通路上的直流电If 已经低于或等于发光二极管串中发光二极管的最大额定电流，所述比较器412输出端停止 输出低电平的使能信号，转而输出高电平的开启信号，使得限流管Mf逐渐开启。从以上电路工作过程可以看到，一旦交流电源出现大幅度波动而导致直流通路上 的直流电大于发光二极管的最大额定电流时，比较器412就会通过输出低电平的使能信号 来控制限流管Mf对流经的直流电If进行限制。因此可以推得，上述电路不仅可以应对短时 间内交流电源的异常增大对发光二极管的损坏，也可以在交流电源长时间异常增大时，通 过限流管Mf始终将直流通路上的直流电限制于发光二极管的最大额定电流下，从而有效地 保护发光二极管。此夕卜，需要说明的是，所述限流管Mf并不局限于NMOS管，也可采用PMOS管和其 他具有开关功能的晶体管，只需参考上述说明相应更改比较器412的输出端信号即可。以 PMOS管为例，其源极与所述发光二极管T6tl的负极相连，漏极与所述采样电阻Rf的第一端相连，栅极与比较器412的输出端相连。与当Vf > Vref时，比较器412输出高电平的使能信 号，而当Vf < Vref时，比较器312输出低电平的开启信号。 以上公开了 本发明的多个方面和实施方式，本领域的技术人员会明白本发明的其 它方面和实施方式。本发明中公开的多个方面和实施方式只是用于举例说明，并非是对本 发明的限定，本发明的真正保护范围和精神应当以权利要求书为准。
权利要求
一种发光二极管照明电路，其特征在于，包括由多个发光二极管串构成的桥式整流电路，所述发光二极管串由多个发光二极管串联而成；以及至少一个旁路单元，所述旁路单元与桥式整流电路的两条直流通路中1个或多个发光二极管旁路连接；在直流通路上电流低于所述旁路单元对应的旁路参考值时，所述旁路单元旁路与其旁路连接的1个或多个发光二极管，直至所述电流高于或等于旁路参考值，所述旁路参考值与每条直流通路上的发光二极管的最低工作电流对应。
2.如权利要求1所述的发光二极管照明电路，其特征在于，所述旁路单元包括旁路控 制单元和比较单元，其中，比较单元在直流通路上电流低于所述旁路参考值时，向旁路控制单元输出开启信号；旁路控制单元基于所述开启信号旁路与其旁路连接的1个或多个发光二极管。
3.如权利要求2所述的发光二极管照明电路，其特征在于，所述比较单元在所述直流 通路上电流高于或等于所述旁路参考值时，停止向旁路控制单元输出开启信号。
4.如权利要求2所述的发光二极管照明电路，其特征在于，所述旁路参考值为旁路参 考电压，所述旁路控制单元包括NM0S管，所述比较单元包括比较器和采样电阻，其中，所述NM0S管的漏极与所述旁路单元旁路连接的发光二极管或首个发光二极管的正极 相连，源极与采样电阻的第一端相连，栅极与比较器的输出端相连；所述采样电阻的第二端接地；所述比较器的第一比较输入端与采样电阻的第一端相连，第二比较输入端接收旁路参 考电压；所述比较器在采样电阻的第一端上的采样电压低于旁路参考电压时，向NM0S管的 栅极输出高电平的开启信号；否则，所述比较器的输出端输出低电平的关闭信号。
5.如权利要求2所述的发光二极管照明电路，其特征在于，所述旁路参考值为旁路参 考电压，所述电流调节单元包括PM0S管，所述比较单元包括比较器和采样电阻，其中，所述PM0S管的源极与所述旁路单元旁路连接的发光二极管或首个发光二极管的正极 相连，漏极与采样电阻的第一端相连，栅极与比较器的输出端相连；所述采样电阻的第二端接地；所述比较器的第一比较输入端与采样电阻的第一端相连，第二比较输入端接收旁路参 考电压；所述比较器在采样电阻的第一端上的采样电压低于旁路参考电压时，向PM0S管的 栅极输出低电平的开启信号；否则，所述比较器的输出端输出高电平的关闭信号。
6.如权利要求1所述的发光二极管照明电路，其特征在于，所述旁路参考值为旁路参 考电流。
7.如权利要求1所述的发光二极管照明电路，其特征在于，还包括分别位于桥式整 流电路的两条直流通路的输出端或输入端的限流单元，在直流通路上电流超过限流参考值 时，该直流通路上的限流单元对所述电流进行限流，直至所述电流低于或等于限流参考值， 所述限流参考值与每条直流通路上的发光二极管的最大额定电流对应。
8.如权利要求7所述的发光二极管照明电路，其特征在于，所述限流单元包括电流调 节单元和比较单元，其中，比较单元在电流调节单元输出的直流电超过所述限流参考值时，向电流调节单元输出使能信号；电流调节单元基于所述使能信号减小流经的直流电。
9.如权利要求8所述的发光二极管照明电路，其特征在于，所述比较单元在电流调节 单元输出的直流电低于或等于所述限流参考值时，停止向电流调节单元输出使能信号。
10.如权利要求8所述的发光二极管照明电路，其特征在于，所述限流参考值为限流参 考电压，所述电流调节单元包括NM0S管，所述比较单元包括比较器和采样电阻，其中，所述NM0S管的漏极与发光二极管串中相邻发光二极管的负极相连，源极与采样电阻 的第一端相连，栅极与比较器的输出端相连；所述采样电阻的第二端接地；所述比较器的第一比较输入端与采样电阻的第一端相连，第二比较输入端接收限流参 考电压；所述比较器在采样电阻的第一端上的采样电压超过限流参考电压时，向NM0S管的 栅极输出低电平的使能信号；否则，所述比较器的输出端输出高电平的开启信号。
11.如权利要求8所述的发光二极管照明电路，其特征在于，所述限流参考值为限流参 考电压，所述电流调节单元包括PM0S管，所述比较单元包括比较器和采样电阻，其中，所述PM0S管的源极与发光二极管串中相邻发光二极管的负极相连，漏极与采样电阻 的第一端相连，栅极与比较器的输出端相连；所述采样电阻的第二端接地；所述比较器的第一比较输入端与采样电阻的第一端相连，第二比较输入端接收限流参 考电压；所述比较器在采样电阻的第一端上的采样电压超过限流参考电压时，向PM0S管的 栅极输出高电平的使能信号；否则，所述比较器的输出端输出低电平的开启信号。
12.如权利要求7所述的发光二极管照明电路，其特征在于，所述限流参考值为限流参 考电流。
全文摘要
一种发光二极管照明电路。所述发光二极管照明电路包括由多个发光二极管串构成的桥式整流电路，所述发光二极管串由多个发光二极管串联而成；以及至少一个旁路单元，所述旁路单元与桥式整流电路的两条直流通路中1个或多个发光二极管旁路连接；在直流通路上电流低于所述旁路单元对应的旁路参考值时，所述旁路单元旁路与其旁路连接的1个或多个发光二极管，直至所述电流高于或等于旁路参考值，所述旁路参考值与每条直流通路上的发光二极管的最低工作电流对应。所述发光二极管照明电路可以改善当供电的交流电源出现供电不足时影响发光二极管照明电路的照明效果。
文档编号H05B37/02GK101861023SQ20101018760
公开日2010年10月13日 申请日期2010年5月25日 优先权日2010年5月25日
发明者张汝京 申请人:张汝京