专利名称：Led驱动电源及led照明灯具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及LED照明领域，尤其涉及一种LED驱动电源及LED照明灯具。
背景技术：
LED照明技术的发展速度真是令人始料不及，LED的应用领域迅速扩大，LED的企业如雨后春笋，一些世界著名的照明龙头企业纷纷强势出击，抢滩中国LED照明市场，国内许多照明企业也在LED照明应用产品领域大展拳脚；虽然LED照明技术的应用市场非常之大，应用领域非常之广，但是现在各国、各生产企业的LED照明产品标准不统一，规格不一致，基本上不能通用，没有互换性，没有标准化。LED照明产品基本上不能通用，没有统一的标准化的通用型产品，其主要原因是LED的驱动方式不统一，LED驱动电源输出的驱动电压值不通用；LED照明产品的驱动电源的种类繁多，驱动电源电路的结构各异，驱动电源的输出电流值、电压值各不相同，是LED照明灯具不能统一、不能通用的主要原因。LED照明灯具的外形结构、安装尺寸和方法容易统一，LED照明灯具的出光效率、亮度或照度可以制定一个标准，但是LED光源芯片的驱动方式、LED驱动电源的输出电压值统一或标准化才是LED照明产品通用化的主要途径，是势在必行了。以上问题不利于推广和普及绿色环保的、新型的、省电节能效果显著的、市场巨大的LED日光灯照明产品，是广大电子工程技术人员急需解决的难题。LED驱动电源一般是指AC/DC变换器，普遍采用集成化的LED专用驱动电源集成IC为核心的开关电源。开关电源常用的基本拓扑有十多种，电路的结构都比较复杂需要把市电(输入交流正弦电压)经整流滤波后送功率因数校正器，提高电源输入端的功率因数，输出稳定的高压直流电压，再经过各种基本拓扑组成的DC/DC变换器，把高压直流电压变换成LED灯所需要的低压直流电压，恒流驱动LED灯，包括开关电源集成IC电路、功率开关管、隔离或不隔离高频变压器、二次整流滤波电路、恒流采样控制电路、各种检测反馈控制回路等。这种开关电源级数有单级式(Single-stage，亦称单段式)、两级式(亦称两段式)、三级式(亦称三段式)，电路结构十分复杂,材料成本和制作成本很高；功率开关管、高频变压器、二次整流电路器件的电损耗大，自发热厉害，电源效率低；驱动电源的自发热高，不利于LED灯具的结构设计，这个发热高也会影响LED芯片的使用寿命，增大LED的光衰；这种开关电源电路使用的电子元器件多，体积尺寸大，降低电源的可靠性，也不利于内置电源的安装固定。LED照明是绿色环保的照明，是节能节电的照明，是利于社会利于人民的照明，但是LED照明的价格居高不下，很不利于LED照明的普及推广，其中LED驱动电源的价格高是影响LED照明普及推广的重要因素之一，是广大电子工程技术人员急需解决的难题；随着全球节能环保意识不断提升，设计简便、高效、轻巧、价格低廉的驱动电源，是势在必行的了。
实用新型内容本实用新型主要解决的技术问题是提供一种利于照明产品通用化、节能节电的LED驱动电源及LED照明灯具。为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是提供一种LED照明灯具，包括LED光源芯片、LED光源芯片基板、LED驱动电源和灯具外壳；所述LED光源芯片安装于LED光源芯片基板上形成LED灯板，所述LED灯板固定安装于灯具外壳内；所述LED驱动电源包括顺序电连接的桥式整流器电路、功率因数校正器电路和恒流器电路，所述桥式整流器电路的输入端用于连接外接电源，所述恒流器电路的输出端连接所述LED光源芯片；所述LED光源芯片的额定正向电压降不高于所述功率因数校正器电路输出的直流电压值。其中，所述LED光源芯片包括串联连接的多个LED芯片或串并联混接的多个LED -H-* I I
心/T 其中，所述LED驱动电源还设有EMI电路，所述EMI电路的输入端外接电源，EMI电路的输出端连接所述桥式整流器电路的输入端，所述EMI电路大致由电容器、电感器和压敏电阻构成。其中，所述LED驱动电源还设有防雷击电路，所述防雷击电路设置于外接电源与所述桥式整流器电路输入端之间。为解决上述技术问题，本实用新型采用的另一个技术方案是提供一种应用于上述LED照明灯具中的LED驱动电源，包括顺序电连接的桥式整流器电路、功率因数校正器电路和恒流器电路，所述桥式整流器电路的输入端用于连接外接电源，所述恒流器电路的输出端直接驱动所述LED照明灯具中的LED光源芯片。其中，所述LED驱动电源还设有EMI电路，所述EMI电路的输入端外接电源，EMI电路的输出端连接所述桥式整流器电路的输入端，所述EMI电路大致由电容器、电感器和压敏电阻构成。其中，所述LED驱动电源还设有防雷击电路，所述防雷击电路设置于外接电源与所述桥式整流器电路输入端之间。为解决上述技术问题，本实用新型采用的另一个技术方案是提供一种LED照明灯具，包括灯具本体和LED驱动电源；所述灯具本体包括LED光源芯片、LED光源芯片基板和灯具外壳；所述LED光源芯片安装于LED光源芯片基板上形成LED灯板，所述LED灯板上还固定安装有第一桥式整流器电路和恒流器电路，所述第一桥式整流器电路的输出端连接恒流器电路的输入端，恒流器电路的输出端连接所述LED光源芯片，所述LED灯板固定安装于灯具外壳内；所述LED驱动电源包括顺序电连接的第二桥式整流器电路和功率因数校正器电路，所述桥式整流器电路的输入端用于连接外接电源，所述功率因数校正器电路的输出端作为LED驱动电源的输出端连接所述第一桥式整流器电路的输入端；所述LED驱动电源还包括电源外壳，所述第二桥式整流器电路和功率因数校正器电路安装于所述电源外壳内；所述LED驱动电源设置于灯具外壳外部；所述LED光源芯片的额定正向电压降不高于所述功率因数校正器电路输出的直流电压值。其中，所述灯具本体设置有多组，由一个LED驱动电源驱动，所述多组灯具本体中的第一桥式整流器电路输入端均连接至所述LED驱动电源的输出端。其中，所述LED光源芯片包括串联连接的多个LED芯片或串并联混接的多个LED芯片。本实用新型的有益效果是本实用新型的LED照明灯具中，LED驱动电源仅需一级功率因数校正器电路(PFC电路)，PFC电路输出稳定的高电压直流电压，直接经恒流器电路恒流驱动LED光源芯片；这种LED驱动方式中，不需要再使用开关电源集成IC电路、功率开关管、高频变压器及二次整流滤波电路等，电路结构简单、使用的电子元器件较少、体积尺寸小、可靠性高、成本低；减少了目前常用的开光电源的后级DC-DC变换器，消除后级功率开关管、高频变压器、二次整流电路及控制和调节电路的损耗，电路的自损耗很小、电源的效率非常高、电源的自发热量小，电源使用寿命增长，LED光源芯片的使用寿命也相应会增 长。LED驱动电源输出的直流电压值可以提供给全世界所有电源都通用的LED照明灯具产品，也可以按不同地区使用不同电压情况分别使用不同的LED照明灯具产品，实现了 LED驱动电源的通用，解决了目前LED照明灯具不能统一、不能通用的瓶颈问题，可借此实现LED照明灯具的通用化、标准化。
图I是本实用新型一实施例LED照明灯具的电路原理图；图2是本实用新型一实施例LED驱动电源的电路原理图；图3是本实用新型一实施例用集成电路组成的LED驱动电源电路原理图；图4是本实用新型一实施例用集成电路组成的恒流器电路原理图；图5是本实用新型一实施例用两个恒流电路并联的恒流器电路原理图；图6是本实用新型一实施例用两个恒流电路串联的恒流器电路原理图；图7是本实用新型一实施例一种简单的电磁干扰滤波器(EMI)电路原理图；图8是本实用新型一实施例一种复合式电磁干扰滤波器(EMI)电路原理图；图9是本实用新型一实施例一种防雷击电路的电路原理图；图10是本实用新型另一实施例的LED照明灯具的电路原理图；图11是本实用新型一实施例LED日光灯管中LED灯板的结构示意图。图中标号说明I、市电；2 (2a/2b/2c)、桥式整流器电路；3、功率因数校正器电路；4 (4a/4b/4c)、恒流器电路；5 (5a/5b/5c)、LED光源芯片；6、LED驱动电源；7、PFC电感；8、输出二极管；9、功率开关管；10、米样器；11、乘法器；12、电压误差放电器；13、电流误差放电器；14、驱动器；15、PWM控制器；16、基准电压；17、滤波电容器；18、LED驱动电源；19、LED驱动电源；20/22/29、滤波电容器；21/23、输入电压采样电阻；24/26/28、电阻；25/27、整流二极管；30、集成开关电源IC ;31、电流采样电阻；32/33/34、输出电压采样电阻；35/36、功率因数校正器电路输出端；37、集成电路恒流IC ;38、电流采样电阻；39、分流保护电阻；40/41、集成电路恒流IC ;42/43、电流采样电阻；44/45、集成电路恒流IC ; 46/47、电流取样电阻；48/49、均压器；[0040]50,EMI电路；51、压敏电阻器；52/56、跨线滤波电容器；53、共模电感器；54/55、电阻；57/58、旁路电容；59/60、EMI电路输出端；61、接地端；62、复合式EMI电路；63、压敏电阻器；64/68/74、跨线滤波电容器；65/71、共模电感器；66/67/72/73、电阻；69/70/92/93、旁路电容器；94、保险丝；95、热敏电阻；96、串模电
感器；75、防雷击电路；76、保险丝；77、热敏电阻；78/80/82/91、压敏电阻器；79/81、放电管；83/89、跨线滤波电容器；84/85、线间旁路电容器；86、共模电感器；87/88、保护器；90、限流电阻；97、LED光源芯片基板；98/99、引线接点。
具体实施方式为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。请参阅图I，本实施方式中，LED照明灯具包括LED光源芯片5、LED光源芯片基板(未示出)、LED驱动电源6和灯具外壳(未示出)；LED光源芯片5安装于LED光源芯片基板上形成LED灯板，所述LED灯板固定安装于灯具外壳内。LED照明灯具的LED驱动电源6包括桥式整流器电路2、功率因数校正器电路3(简称PFC电路,英文全称为“Power Factor Correction”)和恒流器电路4,桥式整流器电路2的输出端连接功率因数校正器电路3的输入端，功率因数校正器电路3的输出端连接恒流器电路4的输入端；使用时，输入市电I (交流正弦电压)经桥式整流器电路2全波整流，再送入功率因数校正器电路3进行功率因数校正，提高电源输入端的功率因数，经如图中所示的a、b两端输出稳定的高电压直流电压值，再经恒流器电路4直接恒流驱动LED光源芯片5，其中LED光源芯片5的额定正向电压降接近于且不高于功率因数校正器电路3输出的直流电压值，但LED光源芯片5的额定正向电压降应接近于最好等于功率因数校正器电路3输出的稳定高压直流电压值，LED光源芯片5的额定正向电压降越接近于LED驱动电源输出的高电压直流电压值，电源的使用效率越高，但高于LED驱动电源输出的高电压直流电压值时，LED照明灯具的亮度不够或LED照明灯具点不亮。本实施例中，一个LED驱动电源只驱动一个LED照明灯具(LED光源芯片5)，图中a、b两端输出稳定的高低压直流电压值可以是全球通用的400VDC标准直流电压值，这个高电压直流电压值400V的标准可用在市电(交流正弦电压)电压为90VAC到265VAC范围内的国家和地区(基本上为全球通用的LED驱动电压值标准)；所述a、b两端输出的电压值也可以是等于或高于本地区市电(交流正弦电压)电压幅值的一个高电压直流电压值，例如对于世界范围内大部分地区，市电范围为额定220V 240V正弦交流电，额定电压的波动范围大致为±10%，按240V向上波动10%最高即为264V，则电压幅值为264Vx^二373V,可以设定功率因数校正器电路3输出(即a、b两端的电压)的直流电压值大于或等于373V ;对于上述高电压直流电压值400V，因为其大于373V，大于全球范围市电电压幅值，因此其可认为是全球通用的LED驱动电源。一种规格的LED驱动电源可用在输入市电(交流正弦电压)电压范围相同的国家和地区；对于市电不同的国家和地区，可以实行不同的LED驱动电源标准。[0048]本实施例中的LED光源芯片5可以是单个的额定正向电压值接近且不高于功率因数校正器电路3输出直流电压值的LED芯片，也可以是由串联连接的多个LED芯片或串并联混接的多个LED芯片构成。例如对于通用的功率因数校正器电路3输出为400VDC的情形，可以通过重新设计获得额定电压为400V的LED光源芯片，也可以由现有的高压或低压LED光源芯片组合而成，现有的高压LED光源芯片一般额定电压值规格有50V、70V、100V，则可以采取将8颗50V芯片串联或4颗100V芯片串联的形成获得总额定正向电压降刚好为400V的LED光源芯片，也可以是5颗70V芯片串联，若6颗70V芯片串联，因总压降420V超过了 400V则不可行；对于低压LED光源芯片而言，现有的额定电压值一般为2. 85疒3. 6V,例如对于3. 3V的LED光源芯片，可以采用120颗串联，总压降为396V，接近于400V，同样也可以得到较高的效率，该种需要较多低压芯片串联而成的LED光源芯片特别适合于用在日光灯管中。当然上述的例子均是以LED芯片串联示意的，事实上还可以采用串并联混合的方式构成，只需使最终的总正向电压降尽量接近于但不高于功率因数校正器电路输出的稳 定高压直流电压值。LED光源芯片5安装在LED光源芯片基板上构成LED灯板，LED光源芯片基板可以是一块，所有的LED光源芯片5均安装于其上而构成LED照明灯具的光源；LED光源芯片基板也可以设置为多个，LED光源芯片5分散地安装于不同的LED光源芯片基板上，当然各LED光源芯片基板上的LED光源芯片5之间电连接，LED光源芯片基板之间可以采用各种合适的相对角度及相对位置，灵活设置以尽可能地优化LED照明灯具的照射范围。这种一个LED驱动电源驱动一个LED照明灯具(LED光源芯片5)实施例，LED驱动电源可以内置式安装即安装在LED照明灯具外壳的内部，也可以外置式安装即安装在LED照明灯具外壳的外部。较优地，在本实施例中，将LED驱动电源6安装在灯具外壳的内部，结构尺寸小，便于内部安装固定，提高电源的使用效率，减小自发热量。若LED驱动电源外置式安装，对降低LED光源芯片的外界热源影响有利，可延长LED芯片的实用寿命，且一个驱动电源可以带多个LED照明灯具，维护保养方便。本实用新型所述的LED照明灯具并不限定其结构形式，LED照明灯具可以是LED日光灯、LED路灯、LED隧道灯、LED球泡灯、LED射灯、LED筒灯、LED埋地灯、LED水底灯、LED泛光灯、LED洗墙灯等。上文中已举例说明过LED日光灯管，此次再次说明对于LED日光灯，可以用数十颗或更多的低压LED光源芯片串联或串并混联组成LED光源芯片安装在LED光源芯片基板上，与LED驱动电源电连接，LED日光灯管的驱动电源可以是内置式和外置式。另外比较常用的LED球泡灯，同样地，LED光源芯片可以用数颗或数颗以上的高压LED光源芯片串联或串并混联组成，安装在LED光源芯片基板上，与所述的LED驱动电源电连接；LED球泡灯驱动电源外置时，LED球泡灯的内部结构很简单，有利于安装和散热，且一个LED驱动电源可驱动多颗LED球泡灯，还可同时驱动LED日光灯或其他种类的LED照明灯具。本实用新型的LED照明灯具中，LED驱动电源仅需一级功率因数校正器电路(PFC电路)，PFC电路输出稳定的高电压直流电压，直接经恒流器电路恒流驱动LED光源芯片；这种LED驱动方式中，不需要再使用开关电源集成IC电路、功率开关管、高频变压器及二次整流滤波电路等，电路结构简单、使用的电子元器件较少、体积尺寸小、可靠性高、成本低；减少了目前常用的开光电源的后级DC-DC变换器，消除后级功率开关管、高频变压器、二次整流电路及控制和调节电路的损耗，电路的自损耗很小、电源的效率非常高、电源的自发热量小，电源使用寿命增长，LED光源芯片的使用寿命也相应会增长。LED驱动电源输出的直流电压值可以提供给全世界所有电源都通用的LED照明灯具产品，也可以按不同地区使用不同电压情况分别使用不同的LED照明灯具产品，实现了 LED驱动电源的通用，解决了目前LED照明灯具不能统一、不能通用的瓶颈问题，可借此实现LED照明灯具的通用化、标准化。为了完全实现LED照明灯具的通用标准化，所述LED照明灯具的外形尺寸、装配结构和方法有一个可互换的、可通用的标准；另外LED照明灯具的外壳明显处标注有该灯具使用的LED驱动电源电压数值。本实用新型中的LED驱动电源中，桥式整流器电路2可以由集成整流桥或分立的
整流二极管组成。功率因数校正器电路3 (PFC)可以是有源功率因数校正器(有源滤波器)，也可以 是无源滤波器，其可以是集成化的IC电路，也可以是分立电子元器件组成的电路；升压式(Boost)变换器、降压式(Buck)变换器、升降压式(Buck/Boost)变换器、Cuk变换器、Zeta变换器、S印ic变换器、正激(Forward)变换器、反激(Flyback)变换器、推挽(Push-Pull)变换器、半桥(Half-bridge)直流变换器、全桥(Full-bridge)直流变换器，这类变换器拓扑都可以用作功率因数校正器。图2示出了一种LED驱动电源18的结构图，其中具体给出了一种功率因数校正器电路的结构，该电路中，LED驱动电源18包括桥式整流器电路2、PFC电感7、输出二极管8、功率开关管9、采样器10、乘法器11、电压误差放电器12、电流误差放电器13、驱动器14、PWM控制器15、基准电压16、滤波电容器17和恒流器电路4组成；其中PFC电感7、输出二极管8、功率开关管9、采样器10、乘法器11、电压误差放电器12、电流误差放电器13、驱动器14、PWM控制器15、基准电压16、滤波电容器17组成有源功率因数校正器(PFC)。市电I (输入交流正弦电压)经桥式整流器电路2全波整流，输出给功率因数校正器(PFC)进行功率因数校正输出二极管8输出端的电压和基准电压16 (Vr)比较后，输入给电压误差放电器12 (VA)，桥式整流器电路2的输出电压检测值和电压误差放电器12(VA)的输出电压信号共同加到乘法器11的输入端，乘法器11的输出则作为电流反馈控制的基准信号，与开关电流采样器10检测值经电流误差放电器13 (CA)比较放大后，与PWM控制器15的信号同时加到驱动器14输入端，驱动器14输出端连接功率开关管9以控制功率开关管9的通断，从而使PFC电感7的电流波形(即输入电流的波形)与输入电压(即市电I)的波形基本一致，使电流谐波大为减少，提高了输入端功率因数；滤波电容器17位于该功率因数校正器电路的最后端，进行滤波作用，功率因数校正器最终输出稳定的高压直流电压，再经过恒流器电路4恒流，直接驱动LED光源芯片5。本实施例例的电路结构所用元件少，结构简单。需要说明的是，本例只是功率因数校正器电路的其中一种电路原理图，并非是作为本实用新型的功率因数校正器电路的限定。参阅图3，一种用集成电路组成的LED驱动电源19，大致由桥式整流器电路2、PFC电感7、输出二极管8、功率开关管9、集成开关电源IC 30、滤波电容器17、20、22、输入电压采样电阻21、23、电流采样电阻31、输出电压采样电阻32、33、34、整流二极管25、27组成；市电I (输入交流正弦电压)经桥式整流器电路2全波整流，输出给由集成开关电源IC 30为核心组成的功率因数校正器(PFC)进行功率因数校正；集成开关电源IC 30的8脚是工作电压VCC，8脚通过电阻24连接桥式整流器电路2的输出端，PFC电感7的次级线圈通过整流二极管25连接集成开关电源IC30的8脚，PFC电感7的次级线圈还通过电阻26连接集成开关电源IC30的5脚，集成开关电源IC30的6脚是公共地端，6脚还通过整流二极管27连接7脚；桥式整流器电路2的输出电压由滤波电容器20滤波，再经输入电压采样电阻21、23分压，输入电压采样电阻23两端的电压经滤波电容器22滤波后，送至集成开关电源IC 30的3脚，该3脚为乘法器输入端；输出二极管8送出输出电压，滤波电容器17对输出二极管8的输出电压起到平滑滤波作用；经输出二极管8输出的输出电压由输出电压采样电阻32、33、34分压，输出电压采样电阻32两端的电压作为取样电压送至集成开关电源IC30的误差放电器反相输入端I脚，另外，该取样电压还通过滤波电容器29连接集成开关电源IC30的2脚，输出电压采样电阻34采用可调电阻以便对输出电压进行精密分压(输出电压采样电阻34也可以与输出电压采样电阻32串联);电流采样电阻31将取样得到的取样电流信号，送至集成开关电源IC 30的PWM控制器输入端4脚；集成开关电源IC 30根据3脚的输入电压米样信号、I脚的输出电压米样信号和4脚的电流米样信号，比较放大后由集成开关电源IC 30的输出端7脚经过电阻28连接功率开关管9而控制功率开关管9的通断，从而使PFC电感7的电流波形(即输入电流的波形)与输入电压(即市电I)的波形基本一致，使电流谐波大为减少，提高了输入端功率因数；电容器29为误差放电器的相位补偿电容，以防止出现正反馈而引起自激振荡。功率因数校正器电路输出端35、36输出·稳定的高压直流电压，再经恒流器电路(图3中未示出)恒流后直接驱动LED光源芯片。LED驱动电源中的恒流器电路4主要由半导体恒流二极管、或恒流三极管、或集成恒流1C、或电子分立元器件恒流电路组成；可以是固定式恒流调节器、或可调式恒流调节器、或高压恒流调节器、或三端恒流调节器、或专用恒流驱动器。恒流器电路可以是一个恒流器电路组成的单级恒流器电路，也可以是两个恒流器电路并联组成的单级恒流器电路；可以是两个或两个以上的恒流电路串联组成多级恒流器电路，以提高承受输入端电压的能力；也可经过恒流器电路的扩展，提高恒流器电路承受输入端电压的能力。参阅图4，一种用集成电路组成的恒流器电路4由集成电路恒流IC 37、电流采样电阻38、分流保护电阻39组成，电流采样电阻38取值大小可以调节驱动电流的值；计算流过分流保护电阻39电流时，应该是在集成电路恒流IC 37额定最大电压时，流过分流保护电阻39的电流不得大于所需要的驱动电源的输出电流值。参阅图5，一种用两个集成恒流电路并联的恒流器电路4，由集成电路恒流IC40、41、电流采样电阻42、43组成；电流采样电阻42调节集成电路恒流IC40的输出电流，电流采样电阻43调节集成电路恒流IC41的输出电流，驱动LED光源芯片5的驱动电流等于集成电路恒流IC40的输出电流与集成电路恒流IC41的输出电流之和，因此可以扩大驱动电源的驱动能力。参阅图6，一种用两个集成恒流电路串联的恒流器电路4，由集成电路恒流IC 44、45、电流取样电阻46、47、均压器48、49组成；电流取样电阻46调节集成电路恒流IC44的输出电流，电流取样电阻47调节集成电路恒流IC45的输出电流，调节所述集成电路恒流IC44和集成电路恒流IC45的输出电流时，应都满足两者的输出电流基本相等且满足LED光源芯片5的驱动电流要求；均压器48、49是保证所述集成电路恒流IC44和集成电路恒流IC45所承受的电压降基本一致，且不超过集成电路恒流IC44、45承受电压的能力；该电路中，用两个恒流电路串联构成恒流器电路4，恒流器电路4能承受的总输入电压为两个串联的恒流电路之和，因此采用两个集成恒流电路串联构成恒流器电路可以提高承受电压的能力。参考图7，在一实施例中，LED驱动电源还设有EMI电路50，所述EMI电路50的输入端连接市电1，EMI电路输出端59、60连接桥式整流器电路的输入端，所述EMI电路大致由电容器、电感器和压敏电阻构成。通过EMI电路，可消除电源噪声干扰，增强自身抗干扰的能力。EMI电路可以是专用EMI电路或集成EMI电路组成，可以是单级的EMI电路，也可以是复合式的EMI电路。图7中所示为一种简单的EMI电路50 (电磁干扰滤波器电路)，其大致由跨线滤波电容器52、56，共模电感器53，线间旁路电容57、58和压敏电阻器51 (也称过压保护器)组成，其输入端连接市电I (输入交流正弦电压)；EMI电路输出端59、60与所述桥式整流器输入端连接；压敏电阻器51、跨线滤波电容器52、共模电感器53和跨线滤波电容器56依次连接在市电I的两输出端(L、N)之间，跨线滤波电容器52/56用于滤除串模干扰，电阻54连接共模电感器53主线圈的两端，电阻55连接共模电感器53副线圈的两端，通过电阻54和电阻55可保护输入端过压损坏元件和防止共模电感器53产生自激振荡 ；旁路电容57、58串联后连接于EMI电路输出端59、60之间，用于滤除共模干扰，两电容连接的公共接点连接接地端61。依照本领域技术人员的技术知识，结合功能需求，可参照本图中所示简单的EMI电路50的组成适当增减或变换电子元器件。图8示出了包括EMI电路的LED驱动电源的另一实施例。本实施例中采用了复合式EMI电路62，该复合式EMI电路62主要由共模电感器65、71，串模电感器96，用来滤除共模干扰的线间旁路电容器92、93、69、70，用来滤除串模干扰的跨线滤波电容器64、68、74，压敏电阻器63 (也称过压保护器)，保险丝94，热敏电阻95组成，同样地，该复合式EMI电路62连接市电1，EMI电路输出端59、60与桥式整流器电路输入端连接。共模电感器65和共模电感器71构成两级滤波，电阻66和电阻67与共模电感器65连接，保护输入端过压损坏元件和防止共模电感器65自激振荡，电阻72和电阻73连接共模电感器71，同样保护输入端过压损坏元件和防止共模电感器71产生自激振荡；热敏电阻95是负温度系数的热敏电阻，其连接市电I的负输出端(N)并位于压敏电阻器63和跨线滤波电容器64之间，用来限制驱动电源在起动瞬间输入端出现过大电流；旁路电容器92、93串联后连接在市电I的两输出端之间，两电容连接的公共接点连接接地端61 ;旁路电容器69、70串联后连接在共模电感器71主线圈和副线圈的同名端之间，两电容连接的公共接点通过串模电感器96连接接地端61。同样地，基于本领域技术人员的技术知识，结合功能需求，可参照本图中所示复合式EMI电路62的组成适当增减或变换电子元器件。所述复合式EMI电路62由于采用双级滤波，滤除电源噪声干扰和增强自身抗干扰能力强，且可供大功率的LED驱动电源使用。电路中采用了保险丝94，进一步起到了防止电流过大损坏元件的作用。参阅图9,在一实施例中，LED驱动电源还设有防雷击电路,所述防雷击电路设置于外接电源与所述桥式整流器电路输入端之间。防雷击电路可以与上述的EMI电路同时应用于LED驱动电源中，防雷击电路可以安装在EMI电路之前，也可以安装在EMI电路之后，只需使防雷击电路与EMI电路均位于桥式整流器电路之前即可；防雷击电路可以是单级防雷击电路，可以是一级以上的多级防雷击电路，还可以是防雷击电路和EMI电路的混合电路。如图9所示的电路结构，防雷击电路75主要由压敏电阻器78、80、82、91 (也称过压保护器)，防雷击的放电管79、81，共模电感器86，用来滤除共模干扰的线间旁路电容器84、85(也称Y电容)，用来滤除串模干扰的跨线滤波电容器83、89 (也称X电容)、限流电阻90组成，防雷击电路75的输出端与桥式整流器输入端连接。压敏电阻器78与放电管79串联并连接于市电I的正输出端L和负输出端N之间，压敏电阻器80与放电管81串联并连接于市电I的负输出端N与接地端61之间，另外压敏电阻器82也与放电管81串联再连接于市电I的正输出端L与接地端61之间；跨线滤波电容器83连接于市电I的正输出端L和负输出端N之间，线间旁路电容器84连接于市电I的负输出端N与接地端61之间，线间旁路电容器85连接于市电I的正输出端L与接地端61之间。保护器87、88分别连接共模电感器86的主线圈和副线圈，保护输入端过压损坏元件和防止共模电感器86产生自激振荡；热敏电阻77是负温度系数的热敏电阻，连接市电I的负输出端(N)，用来限制驱动电源起动瞬间输入端出现过大电流；保险丝76连接市电I 的正输出端(L)，起到过流保护的作用。基于本领域技术人员的技术知识，结合功能需求，可参照本图中所示防雷击电路75的组成适当增减或变换电子元器件。参阅图10和图11，本实用新型还提供一种驱动电源外置式的LED照明灯具，该LED照明灯具包括灯具本体和LED驱动电源。所述灯具本体包括LED光源芯片5、LED光源芯片基板97和灯具外壳；LED光源芯片5安装于LED光源芯片基板97上形成LED灯板，LED灯板上还固定安装有桥式整流器电路2和恒流器电路4，如图11所示结构中，桥式整流器电路2与恒流器电路4分列于LED光源芯片基板97的两端，不影响LED光源芯片5出光，当然还可安装在其他不影响LED光源芯片5出光的位置例如灯板背部等。桥式整流器电路2的输出端连接恒流器电路4的输入端，恒流器电路4的输出端连接所述LED光源芯片5，桥式整流器电路2的两输入端分别连接引线接点98、99，作为灯具本体的电接入端；所述LED灯板固定安装于灯具外壳内。图11所示结构中，LED光源芯片5由多个LED芯片串联构成，此外，LED光源芯片也可由多个LED芯片串并联混合构成，LED芯片的选用及连接可参照上文所述的LED光源芯片的具体内容。LED驱动电源具有独立的电源外壳，电源外壳可以为金属或塑料材质，LED驱动电源设置于灯具外壳外部。LED驱动电源包括位于电源外壳内顺序电连接的桥式整流器电路2和功率因数校正器电路3，为了与灯具本体中的桥式整流器电路区分，以下将灯具本体中的桥式整流器电路称为第一桥式整流器电路，将驱动电源中的桥式整流器电路称为第二桥式整流器电路。LED驱动电源中，第二桥式整流器电路2的输入端用于连接外接电源，功率因数校正器电路3的输出端作为LED驱动电源的输出端连接灯具本体的电接入端亦即第一桥式整流器电路2的输入端；使用时，使灯具本体的引线接点98、99与LED驱动电源的输出端接通，LED驱动电源输出的稳定的高压直流电压即可经第一桥式整流器电路2和恒流器电路4提供稳定的直流电流直接驱动点亮LED光源芯片5 ；LED光源芯片5的额定正向电压降应接近于且不高于功率因数校正器电路3输出的直流电压值。由于在灯具本体中设置有第一桥式整流器电路，可以不必顾及LED驱动电源的输出端正负，接线部分正负，均可以使灯具正常使用。LED驱动电源输出的电压规格和各元器件的选用以及灯具本体中桥式整流器电路和恒流器电路的结构均可参照上文所述的具体内容，此处不再重复说明。本实施例所述外置驱动电源式的LED照明灯具，一个LED驱动电源可以同时驱动多个灯具本体，采用该种方式时，所述多个灯具本体中的第一桥式整流器电路输入端均连接至所述LED驱动电源的输出端。如图10所示，LED光源芯片5a、桥式整流器电路2a及恒流器电路4a构成一个灯具本体中的电路部分，LED光源芯片5b、桥式整流器电路2b及恒流器电路4b组成另一个灯具本体的电路部分，LED光源芯片5c、桥式整流器电路2c及恒流器电路4c组成第三个灯具本体的电路部分；图中仅示意了一个LED驱动电源带动三个灯具本体的情况，灯具本体的数量可以根据需要设置。恒流器电路可以安装在桥式整流器电路正输出端(如图中恒流器电路4a、4b)，恒流器电路也可以安装在桥式整流器电路负输出端(如图中恒流器电路4c)。通过上述实施例的介绍可知，本实用新型的LED照明灯具基于高压驱动LED光源芯片，市电通过桥式整流器电路整流，再经功率因数校正器电路进行功率校正，而后经恒流器电路恒流后直接驱动LED光源芯片，省去了现有的LED驱动电源中由高压转低压所需的各元器件，电路结构简单，自损耗小，并且由于高压驱动，与低压驱动相比，相同功率下电路中电流较小，电路的功率损失小。LED光源芯片通过多个芯片串联或串并联混合式设定为总额定电压降接近于且不高于功率因数校正器电路输出的高压直流电压，从而可以直接被功 率因数校正器电路的输出驱动。以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
权利要求1.一种LED照明灯具，其特征在于，包括LED光源芯片、LED光源芯片基板、LED驱动电源和灯具外壳；所述LED光源芯片安装于LED光源芯片基板上形成LED灯板，所述LED灯板固定安装于灯具外壳内； 所述LED驱动电源包括顺序电连接的桥式整流器电路、功率因数校正器电路和恒流器电路，所述桥式整流器电路的输入端用于连接外接电源，所述恒流器电路的输出端连接所述LED光源芯片； 所述LED光源芯片的额定正向电压降不高于所述功率因数校正器电路输出的直流电压值。
2.根据权利要求I所述的LED照明灯具，其特征在于所述LED光源芯片包括串联连接的多个LED芯片或串并联混接的多个LED芯片。
3.根据权利要求I或2所述的LED照明灯具，其特征在于所述LED驱动电源还设有EMI电路，所述EMI电路的输入端外接电源，EMI电路的输出端连接所述桥式整流器电路的输入端，所述EMI电路大致由电容器、电感器和压敏电阻构成。
4.根据权利要求I或2所述的LED照明灯具，其特征在于所述LED驱动电源还设有防雷击电路，所述防雷击电路设置于外接电源与所述桥式整流器电路输入端之间。
5.一种应用于权利要求I所述LED照明灯具中的LED驱动电源，其特征在于包括顺序电连接的桥式整流器电路、功率因数校正器电路和恒流器电路，所述桥式整流器电路的输入端用于连接外接电源，所述恒流器电路的输出端直接驱动所述LED照明灯具中的LED光源芯片。
6.根据权利要求5所述的LED驱动电源，其特征在于还设有EMI电路，所述EMI电路的输入端外接电源，EMI电路的输出端连接所述桥式整流器电路的输入端，所述EMI电路大致由电容器、电感器和压敏电阻构成。
7.根据权利要求5所述的LED驱动电源，其特征在于所述LED驱动电源还设有防雷击电路，所述防雷击电路设置于外接电源与所述桥式整流器电路输入端之间。
8.—种LED照明灯具，其特征在于，包括灯具本体和LED驱动电源； 所述灯具本体包括LED光源芯片、LED光源芯片基板和灯具外壳；所述LED光源芯片安装于LED光源芯片基板上形成LED灯板，所述LED灯板上还固定安装有第一桥式整流器电路和恒流器电路，所述第一桥式整流器电路的输出端连接恒流器电路的输入端，恒流器电路的输出端连接所述LED光源芯片，所述LED灯板固定安装于灯具外壳内； 所述LED驱动电源包括顺序电连接的第二桥式整流器电路和功率因数校正器电路，所述桥式整流器电路的输入端用于连接外接电源，所述功率因数校正器电路的输出端作为LED驱动电源的输出端连接所述第一桥式整流器电路的输入端；所述LED驱动电源还包括电源外壳，所述第二桥式整流器电路和功率因数校正器电路安装于所述电源外壳内；所述LED驱动电源设置于灯具外壳外部； 所述LED光源芯片的额定正向电压降不高于所述功率因数校正器电路输出的直流电压值。
9.根据权利要求8所述的LED照明灯具，其特征在于所述灯具本体设置有多组，由一个LED驱动电源驱动，所述多组灯具本体中的第一桥式整流器电路输入端均连接至所述LED驱动电源的输出端。
10.根据权利要求8或9所述的LED照明灯具，其特征在于所述LED光源芯片包括串联连接的多个LED芯片或串并联混接的多个LED芯片。
专利摘要本实用新型公开了一种LED驱动电源及LED照明灯具，所述LED照明灯具包括LED光源芯片、基板、LED驱动电源和灯具外壳；LED光源芯片安装于基板上形成LED灯板，LED灯板固定安装于灯具外壳内；LED驱动电源包括顺序电连接的桥式整流器电路、功率因数校正器电路和恒流器电路，桥式整流器电路的输入端用于连接外接电源，恒流器电路的输出端连接LED光源芯片；LED光源芯片的额定正向电压降不高于功率因数校正器电路输出的直流电压值。本实用新型的LED照明灯具中，采用高压直流电压经恒流后直接驱动LED光源芯片，LED驱动电源结构简单、损耗小，效率高，通用性强，可借此实现LED照明灯具的通用化。
文档编号H05B37/02GK202617457SQ20122026124
公开日2012年12月19日 申请日期2012年6月5日 优先权日2012年2月7日
发明者王中美 申请人:深圳市比格利电源科技有限公司