专利名称：独立自供电的led图文式排列的照明用led灯的制作方法
技术领域：
本实用新型属于开关电源技术领域和LED照明灯具设计技术领域。
背景技术：
LED灯的驱动电路，一般采用开关电源(稳压)加恒流电路。开关电源工作时，自身也需要有一个相对稳定的工作电压，向开关电源自身供电即所谓自供电。目前开关电源的自供电有以下两种方式(不包括直接利用输入的直流电压等方式)第一种方式是在变压器或电感器上设置馈电绕组，该绕组的感应电压经整流、滤波、稳压等电路给开关电源自身供电。为了在轻负载乃至空载时，电路仍能得到自供电，就需要在开关电源内部设置附加负载，这附加负载的功耗及其所引起的转换损耗也就被浪费掉了。第二种方式是在申请号为“201010109158. 4”的专利申请文件中涉及的负载馈电方式，尽管这种方式的电能利用率很高，但这种方式有其应用场合的局限性馈电电流不得小于自供电所需的电流，当负载较轻(如将灯光调到亮度较低)和空载(如关灯待机) 时，这种方式就不适用了。尽管在显示领域已有LED显示屏，在广告领域有由LED组成图形文字的广告招牌， 但在LED照明领域，LED的排列通常是在结构空间内均勻分布。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题有以下两个方面一、在开关电源方面，如何避免因自供电的需要而设置的附加负载所带来的电能的浪费，从而提高整机的转换效率？二、在LED照明灯具设计方面，如何使LED的排列更有创意？为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案一、在开关电源方面，本实用新型公开了一种独立自供电技术方案设置一套独立的DC-DC(直流-直流)转换电路即自供电电路，专门给开关电源(包括自供电电路)自身提供稳定的工作电压，该自供电电路独立工作，不受主开关电路的控制，与负载无直接关系。无需设置附加负载，即使输出空载，也能保证整机电路正常稳定地工作。如图1所示，整套开关电源电路由输入电路、独立自供电电路、主开关电路构成， 其中，输入电路包含整流、滤波等电路，独立自供电电路向自身和主开关电路供电，主开关电路向负载供电。DC-DC转换电路的应用已很普及，其工作原理即独立自供电电路的工作原理，这里不作说明。一、在LED照明灯具设计方面，本实用新型公开了一套将LED进行图文式排列的技术方案，即将LED排列成各种图案或文字。图案或文字有以下几种表现形式(1)阳式图文以LED点阵构成点、线条、笔划，并进一步构成图案或文字(如图2， 图中一个黑色小方块代表一只LED，下同)，也可对图案的空白处以LED点阵进行填充。(2)阴式图文以LED点阵构成背景，以空缺位构成图案或文字(如图3)。(3)空心式图文以LED点阵勾画出线条和笔划的轮廓，并进一步构成图案或文字 (如图4)。(1)彩色图文由多种颜色的LED构成图案或文字，使图案或文字的色彩更丰富、 当红、绿、蓝三基色亮度的比例适当时，可以得到白光的照明效果；当某种或某几种颜色更亮时，可以得到特殊的照明效果。由LED排列成的文字，可以是汉字，也可以是外文；可以是单个的字，也可以是词或短语。排列成各种图案或文字的LED点阵，在电气连接上分组串联，每组所串联LED的数目与驱动电压相适应，且每组以固定或可调的恒流电路驱动。采用本实用新型所公开的独立自供电技术方案的有益效果是省掉了附加负载， 避免了附加负载所带来的电能的浪费，提高了整机的转换效率，同时，独立自供电电路的转换效率也高于一般的馈电绕组式的自供电电路，可以明显降低待机功耗(最低的待机功耗不超过40mW)。该技术方案适用于有轻载状态的电器和有待机状态的电器，如电视机、电脑、空调、冰箱、洗衣机、电磁炉、微波炉、路灯、过道灯、消防应急灯、安全通道指示牌、充电器、电源适配器等目前用于白炽灯的感应视时开关，其待机功耗约为200mW，如果以采用本技术方案设计的带感应延时开关功能的LED灯(待机功耗约为40mW)，取代目前的感应延时开关加白炽灯，则不仅亮灯时节能80%，而且待机功耗也明显降低。由于全球这类电器数量庞大，采用本技术方案，将为节能减排作出重大贡献。独立自供电电路所用元器件的成本，按目前的市价，约需3元人民币由于有明显的节能效果，采用本技术方案的产品与其所替代的产品相比，成本增加点是可以接受的，从长远看，在经济上也是合算的。采用本实用新型所公开的LED图文式排列的技术方案的有益效果是使LED的排列更有创意，使照明灯具增添了文化的内涵，使照明灯其可以很容易地实现个性化和多样性设计，从而让大众更乐于接受LED灯这种节能环保的新型照明灯具，有利于加快淘汰低能效照明灯具的进程。
图1为含有独立自供电电路的开关电源电路框图；图2为阳式图文示例(汉字“龙”)；图3为阴式图文示例(汉字“子”)；图4为空心式图文示例(汉字“王”)；图5为自供电及主开关模块电路原理图；图6为延时开关LED灯驱动模块电路原理图；具体实施方式
实施例带延时开关功能的LED灯电路。整套电路由自供电及主开关模块电路和延时开关LED灯驱动模块电路组成，其中感应电路(声控、红外感应等)与LED灯可以做成整体式，也可以做成分体式(即声控、红外感应、触摸、按钮等，与LED灯分离，两者通过信号线(可以是带馈电的)连接)。在分体式LED灯中，感应头(声控、红外感应、触摸等)和按钮可以接多个(不少于三个)，且感应头和按钮的信号线并联于LED灯的同一组接口，这样可以简化接线。自供电及主开关模块电路原理图如图5所示，该电路工作于NOS (无振荡开关)模式，自供电电路是降压式转换电路，主开关电路是升压式转换电路。有关NOS模式、受控的启动电路等相关电路的工作原理，请参阅申请号为“201010109158. 4”的专利申请文件。在图5中，“MAIN”框线内为主开关电路，其余为自供电电路(输入电路为两者其用)。L为输入火线，\为输入零线，Fl为保险管，D17 20构成整流电路，C2为滤波电容， VI、VC、VD、VD2、W、VF、LOAD为模块之间的连接点，在图5和图6中，标志相同的连接点是短接的，其中VI为输入电压，VC为工作电压，VD为基准电压，VD2为第二基准电压，VO为输出电压，VF为恒流驱动电路的反馈电压连接点，LOAD为负载与恒流驱动电路的连接点。Ql 为开关管，R90为Ql基极泄流电阻，Ll为电感，D8为续流二极管，Q43、Q44、Q45、R4、R86、 R93、R91构成Ql的驱动电路，Q5、Q33、R3、R6、R7、R53、R56构成受控的启动电路，R8UR85 构成电压取样电路，Q39为电压测控三极管(当工作电压VC低于预设的值时，Q39导通)， C12为抗干扰电容，Q28、Q35、R80、R82、R109构成双稳态核电电路，Q35、R47、R54、ClO构成置开信号产生电路，ClO起抗干扰和适当延时的作用，C5为滤波电容，R43、R79为电流取样电阻，Q56为禁止置开三极管(当C5的充电电流大于预设的值时，禁止置开)，R13、R110为 Q56的偏置电阻，Q36为置关三极管(当C5的充电电流达到预设的最大值时，置关)，R10、 R87 为 Q36 的偏置电阻，Q26、Q29、Q30、R16、R22、R34、R40、R68、R69、R78 为工作电压监控电路，Q20、R12、R18构成稳压电路并与工作电压监控电路一起构成基准电压产生电路。主开关电路中，L2为电感，D25为整流二极管，C4为滤波电容，Q21为开关管，R51 为QM基极泄流电阻，R67为电流取样电阻，Q4、Q 19、Rl、R16、R55、R72构成Q21的驱动电路，Q3为置关三极管(当导通电流达到预设的最大值时，置关)，R31、R70为Q3的偏置电阻，R2、R14构成输出电压取样电路，Q10、R11、R27构成Q24基极下降边加速电路，Q8、Q9、 R23、R35、R62构成双稳态核心电路，Q7、R19、R41、C8构成置开信号产生电路，C8起抗干扰和适当延时的作用，Q6、R8、R21、R26、D3构成电流测控电路(R8为电流取样电阻，R24、R26 为Q6的偏置电阻)，Q23为输出电压测控三极管(当输出电压VO低于预设的值时，Q23导通)，Q1UR29.R32构成电压测控电路(是负载电压自适应电路的一部分，当恒流驱动电路的电压低于预设的值时，Q14才可能导通)，LEDl LEDl 14为负载(发光二极管)。AGND和GND为两个电位点，分别与各自的等电位点连接(包括各个模块电路)延时开关LED灯驱动模块电路原理图如图6所示，Sl为短接点(在整体式LED灯中，Sl的两端短接；在分体式LED灯中，装R37，而Sl的两端开路)，Q12、Q58、Q59、Q60、C1、 C3、D2、R30、R38、R42、R44、R73、R83、R122构成单稳态延时电路，开灯信号(高电平)从Q60 的C极输出，当有触发信号使Q59导通时，Q58截止，Q12导通，向C3恒流充电(进入延时状态)，Q60导通，输出开灯信号，当C3充足电时，Q59截止，Q58导通，C3通过Q58和D2放电，Q60也截止，输出关灯信号，进入待机状态，直到下一个触发信号的到来。Qll、R52、R120、R121 构成第二基准电压产生电路，Qll、Q16、R9、R17、R18、R61 构成恒流驱动电路(其中Q16、R9、R18、R61构成稳压电路)。Dl为负载电压自适应电路的反馈通路，阻止过高电压进入控制电路。“ SENS0R1 ”框线内为整体式LED灯用的光控和声控电路，DS1、Q22、Q37、Q72、R21、 R51、R146、R147构成光控电路，DSl为光敏二极管，当白天光线足够强时，Q22导通，Q72、 Q37截止，停止向声控电路供电，单稳态延时电路就不会被触发。反之，夜间光线弱时，Q22 截止，而Q72、Q37导通，向声控电路供电，若声音够强，则单稳态延时电路被触发，LED灯就亮。R148、C31构成缓冲电路，防止电压上升过快，造成误触发。MIC1、Q2、Q57、C6、C7、C11、 R20、R25、R33、R36、R39、R49构成声控电路，MICl为拾音头，触发信号(低电平)从Q57的 C极输出。SEm为另外的感应头(如红外线感应器)触发信号(低电平有效)连接点。“SUPPLY”框线内为分体式LED灯用的向开关和感应头馈电及触发信号检测电路， Q27、C14、R66、R7UR74构成向开关和感应头馈电的电路，该馈电电路直流阻抗较低(利于接多个开关和感应头)，而交流阻抗较高(利于触发信号的检测)V为LED灯与开关和感应头之间馈电及触发信号线的连接点，AGND为另一个连接点Q21、C16、R65、R75、R77构成触发信号检测电路，触发信号从Q21的极输出(高电平)。R37的作用是防止触发信号经C3和 Q58直接到AGND而不能产生有效触发。“SWITCH”框线内为分体式LED灯用的开关、光控和声控电路.SW4为手动轻触开关，C18为触发信号耦合电容，R76为C18的放电电阻，DS2、R57、Q17、R81、R88、Q32、R88、R89、 Q31构成光控电路，LEDl 15为夜间才亮的开关位置指示灯(发光二极管)，R91为LED115 的限流电阻。“SENS0R2”框线内(包括1 58、(15、1 92、]\0〔2、(17、〔9、1 95 99、Q34、C19、 Q13)为声控电路，触发信号从Q13的C极输出(将馈电电压下拉)，若分体式LED灯装在复式房的楼梯处，则只需手动轻触开关而不装“SENS0R2”框线内的声控电路(因房间内经常会有声响，可能误触发LED灯)。光控和声控电路的工作原理同“SENS0RI”框线内的电路， 这里不再重复。
权利要求1.独立自供电的LED图文式排列的照明用LED灯，其特征在于，在驱动电路方面，在开关电源中，设置一套独立的直流-直流转换电路即自供电电路，专门给开关电源自身提供稳定的工作电压，自供电电路独立工作，不受主开关电路的控制，与负载无直接关系，整套开关电源电路由输入电路、独立自供电电路、主开关电路构成，其中，输入电路包含整流、滤波电路，独立自供电电路向自身和主开关电路供电，主开关电路向负载供电；在LED的排列方面，将LED排列成图案或文字。
专利摘要独立自供电的LED图文式排列的照明用LED灯，在驱动电路方面，在开关电源中，设置一套独立的直流-直流转换电路即自供电电路，专门给开关电源自身提供稳定的工作电压，自供电电路独立工作，不受主开关电路的控制，与负载无直接关系，整套开关电源电路由输入电路、独立自供电电路、主开关电路构成，其中，输入电路包含整流、滤波电路，独立自供电电路向自身和主开关电路供电，主开关电路向负载供电；在LED的排列方面，将LED排列成图案或文字。这种开关电源无需设置附加负载，明显降低了待机功耗，提高了整机的转换效率，适用于有轻载状态的电器和有待机状态的电器。
文档编号H05B37/02GK202032454SQ20102057319
公开日2011年11月9日 申请日期2010年10月21日 优先权日2010年10月21日
发明者宋建国 申请人:宋建国