专利名称：一种发光二极管断路保护电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种串联发光二极管的断路保护电路，特别是由多个发光二极管组成串联电路的断路保护电路。二、背景知识发光二极管(LED)由于低功耗长寿命的特点得到广泛的应用。由于单颗LED功率小，往往需要多颗LED共同使用才能达到功率需求。LED串联连接因能够保证每颗LED电流一致，成为最常用的连接方式。但该方式也有严重的缺点，就是当其中任何一颗LED损坏造成断路，使得整串LED都不亮。本发明就解决了这个问题。
三、发明内容本发明为一种LED断路保护电路。在LED串联连接电路中，只要有任何一颗LED损坏而断路，则整串LED不亮。本发明的基本思路就是在每颗(或者每若干颗)LED旁路一个“电子开关”。当LED正常时，电子开关处于“断开”状态，漏电流在微安量级，不影响LED的正常使用。当某一颗LED损坏而断路时，则对应的电子开关处于“连通”状态，消耗在电子开关上的电压为 1.0eV，这样不影响这一串LED中未损坏LED的正常使用。本发明中的电子开关，含有一个单向可控硅和一个齐纳二极管(又称“稳压二极管”)。其中单向可控硅的阳极(A)与LED的阳极(A)相连，单向可控硅的阴极⑷与LED的阴极(K)相连，齐纳二极管的阴极(K)与单向可控硅的阳极(A)相连，齐纳二极管的阳极(A)与单向可控硅 的门控极(G)相连。本发明中的齐纳二极管的稳压电压V略大于IiVtl，其中Vtl为LED正常使用电压，n为电子开关旁路的LED的个数。公式为:V 彡 n*V0+0.3 (I)以发蓝光或白光的LED (以氮化镓材料做成的LED)，正常使用电压为 3.2V。如果每个LED旁路一个电子开关(n = I)，则齐纳二极管的的稳压电压为3.5V以上；如果每2个LED旁路一个电子开关(n = 2)，则齐纳二极管的的稳压电压为6.7V以上。如果每3个LED旁路一个电子开关(n = 3)，则齐纳二极管的的稳压电压为9.9V以上。依此类推。本发明的电子开关工作原理如下:如图1中，每个LED旁路一个电子开关(n = I)。电子开关中的齐纳二极管的稳压电压为3.5V。由于LED正常工作电压为3.2V左右，齐纳二极管中没有电流通过，因此单向可控硅不会导通处于断开状态，此时单向可控硅的漏电流在微安量级，不会影响LED的使用。如果某个LED损坏而断路，则该LED两端的电压会升高，一旦超过齐纳二极管的稳压电压(3.5V)，齐纳二极管就会有电流通过，触发单向可控硅的门控极G，此时单向可控硅就会导通，导通时单向可控硅两端电压在1.0V左右。由于单向可控硅导通，即使由于某个LED损坏，也不会影响其它LED正常工作。[0012]例如:在图1中，如果Dl损坏而断路，Dl两端电压升高，一旦超过Zl的稳压电压(3.5V)，Zl就会有电流通过，触发单向可控硅SI的门控极G，此时SI的A、K就会导通，A、K两端电压在1.0V左右。由于SI的A、K导通，即使由于Dl损坏，也不会影响其它LED (D2、D3、D4、D5、D6)的正常工作。如图2中，每两个LED共用一个旁路电子开关。电子开关中的齐纳二极管的稳压电压为6.7V。由于LED正常工作电压为3.2V左右，两个LED正常工作电压为6.4V左右，齐纳二极管中没有电流通过，因此单向可控硅不会导通处于断开状态，此时单向可控硅的漏电流在微安量级，不会影响LED的使用。如果某个LED损坏而断路，则这两个LED两端的总电压会升高，一旦超过齐纳二极管的稳压电压(6.7V)，齐纳二极管就会有电流通过，触发单向可控硅的门控极G，此时单向可控硅就会导通(A、K导通)，导通时单向可控硅两端电压在
1.0V左右。由于单向可控硅导通，即使由于某个LED损坏，也不会影响其它没有与之共用旁路电子开关的LED正常工作。由于两个LED共有一个旁路电子开关，因此这两个LED中任何一个损坏，这个旁路电子开关就会连通，因此另一个LED也不亮了。例如:在图2中，如果Dl损坏而断路，Dl两端电压升高，一旦超过Zl的稳压电压(6.7V)，Zl就会有电流通过，触发单向可控硅SI的门控极G，此时SI的A、K就会导通，A、K两端电压在1.0V左右。由于SI的A、K导通，即使由于Dl损坏，也不会影响没有与之共用旁路电子开关的LED(D3、D4、D5、D6)的正常工作，但与之共用旁路电子开关的D2也不亮了。如图3中，Dl旁路一个电子开关，齐纳二极管Zl的稳压电压为3.5V。D2、D3共用一个旁路电子开关，齐纳二极管Z2的稳压电压为6.7V。D4、D5、D6共用一个旁路电子开关，齐纳二极管Z3的稳压电压为9.9V。在图3中:如果Dl损坏而断路，则SI的么、1(连通，不影响02、03、04、05、06正常工作；如果D2、D3中任何一个损坏而断路，则S2的A、K连通且另一个也不亮了，但不影响D1、D4、D5、D6正常工作；如果D4、D5、D6中任何一个损坏而断路，则S3的A、K连通且另外两个也不亮了，但不影响D1、D2、D3正常工作。
四
图1是本发明第一实施例的示意图(直流恒流电源未画出)。图2是本发明第二实施例的示意图(直流恒流电源未画出)。图3是本发明第三实施例的示意图(直流恒流电源未画出)。
五具体实施方式
图1是本发明第一实施例的示意图。有6个LED串联连接，每个LED都旁路一个电子开关，每个电子开关由一个单向可控硅和一个齐纳二极管组成。LED的正常使用电压为
3.2V左右，齐纳二极管的的稳压电压为3.5V。单向可控硅的阳极(A)与LED的阳极(A)相连，单向可控硅的阴极(K)与LED的阴极(K)相连，齐纳二极管的阴极(K)与单向可控硅的阳极(A)相连，齐纳二极管的阳极(A)与单向可控硅的门控极(G)相连。由于LED正常工作电压为3.2V左右，而齐纳二极管的稳压电压为3.5V，齐纳二极管中没有电流通过，因此单向可控硅不会导通处于断开状态，此时单向可控硅的漏电流在微安量级，不会影响LED的使用。如果某个LED损坏而断路，则该LED两端的电压会升高，一旦超过齐纳二极管的稳压电压(3.5V)，齐纳二极管就会有电流通过，触发单向可控硅的门控极G，此时单向可控硅就会导通(A、K连通)，导通时单向可控硅两端电压在1.0V左右。由于单向可控硅导通，即使由于某个LED损坏，也不会影响这一串其它LED正常工作。例如:在图1中，如果Dl损坏而断路，Dl两端电压升高，一旦超过Zl的稳压电压(3.5V)，Zl就会有电流通过，触发单向可控硅SI的门控极G，此时SI的A、K就会导通，A、K两端电压在1.0V左右。由于SI的A、K导通，即使由于Dl损坏，也不会影响其它LED (D2、D3、D4、D5、D6)的正常工作。图2是本发明第二实施例的示意图。有6个LED串联连接，每2个LED共用一个旁路电子开关，每个电子开关由一个单向可控硅和一个齐纳二极管组成。LED的正常使用电压为3.2V左右，两个LED的正常使用电压为6.4V左右，齐纳二极管的的稳压电压为6.7V。单向可控硅的阳极(A)与LED的阳极(A)相连，单向可控硅的阴极⑷与LED的阴极(K)相连，齐纳二极管的阴极(K)与单向可控硅的阳极(A)相连，齐纳二极管的阳极(A)与单向可控硅的门控极(G)相连。由于LED正常工作电压为3.2V左右，两个LED的正常使用电压为6.4V左右，而齐纳二极管的稳压电压为6.7V，齐纳二极管中没有电流通过，因此单向可控硅不会导通处于断开状态，此时单向可控硅的漏电流在微安量级，不会影响LED的使用。如果某个LED损坏而断路，则该LED两端的电压会升高，一旦超过齐纳二极管的稳压电压(6.7V)，齐纳二极管就会有电流通过，触发单向可控硅的门控极G，此时单向可控硅就会导通(么、1(导通)，导通时单向可控硅两端电压在1.0V左右。由于单向可控硅导通，即使由于某个LED损坏，也不会影响没有与之共用旁路电子开关的LED正常工作。由于两个LED共用一个旁路电子开关，因此这两个LED中任何一个损坏，这个旁路电子开关就会连通，因此另一个LED也不亮了。例如:在图2中，如果Dl损坏而断路，Dl两端电压升高，一旦超过Zl的稳压电压(6.7V)，Zl就会有电流通过，触发单向可控硅SI的门控极G，此时SI的A、K就会导通，A、K两端电压在1.0V左右。由于SI的A、K导通，即使由于Dl损坏，也不会影响没有与之共用旁路电子开关的LED(D3、D4、D5、D6)的正常工作，但与之共用旁路电子开关的D2也不亮了。图3是本发明第三实施例的示意图。有6个LED串联连接，第一个LED旁路一个电子开关，第二和第三个LED (共2个LED)共用一个电子开关，第四、第五、第六个LED (共3个LED)共用一个电子开关。每个电子开关由一个单向可控硅和一个齐纳二极管组成。LED的正常使用电压为3.2V左右，两个LED的正常使用电压为6.4V左右，三个LED的正常使用电压为9.6V左右。此时齐纳二极管的的稳压电压为分别为:Z1为3.5V，Z2为6.7V，Z3为
9.9V。在LED正常使用下，LED两端的电压小于齐纳二极管的稳压电压，齐纳二极管中没有电流通过，因此单向可控硅不会导通处于断开状态，此时单向可控硅的漏电流在微安量级，不会影响LED的使用。如果某个LED损坏而断路，则该LED两端的电压会升高，一旦超过齐纳二极管的稳压电压，齐纳二极管就会有电流通过，触发单向可控硅的门控极G，此时单向可控硅就会导通，导通时单向可控硅两端电压在1.0V左右。由于单向可控硅导通，即使由于某个LED损坏，也不会影响没有与之共用旁路电子开关的LED正常工作。由于两个(或三个)LED共有一个旁路电子开关，因此这两个(或三个)LED中任何一个损坏，这个旁路电子开关就会连通，因此另一个(或另两个)LED也不亮了。在图3中:如果Dl损坏而断路，则SI的八、1(连通，不影响02、03、04、05、06正常工作；如果D2、D3中任何一个损坏而断路，则S2的A、K连通且另一个也不亮了，但不影响D1、D4、D5、D6正常工作；如果D4、D5、D6中任何一个损坏而断路，则S3的A、K连通且另外两个也不亮了，但不影响D1、D2、D3正常工作。
权利要求1.一种发光二极管断路保护电路，其特征在于:在发光二极管(LED)串联连接电路上，在每颗或者每若干颗LED旁路一个“电子开关”，当LED正常时，电子开关处于“断开”状态，漏电流在微安量级，不影响LED的正常使用；当某一颗LED损坏而断路时，则对应的电子开关处于“连通”状态。
2.如权利要求1所述的发光二极管断路保护电路，其特征在于，所述的电子开关含有一个单向可控硅和一个齐纳二极管，其中单向可控硅的阳极与LED的阳极相连，单向可控硅的阴极与LED的阴极相连，齐纳二极管的阴极与单向可控硅的阳极相连，齐纳二极管的阳极与单向可控硅的门控极相连。
3.如权利要求2所述的发光二极管断路保护电路，其特征在于:所述的齐纳二极管的稳压电压V略大于IiVtl，其中Vtl为LED正常使用的电压，n为电子开关旁路的LED的个数。
专利摘要本实用新型为一种发光二极管(LED)断路保护电路。在LED串联连接电路中，只要有一颗LED损坏而断路，则整串LED不亮。本实用新型就是为解决这个问题的。其基本思路就是在每颗(或者每若干颗)LED旁路一个“电子开关”。当LED正常时，电子开关处于“断开”状态，漏电流在微安量级，不影响LED的正常使用。当某一颗LED损坏而断路时，则对应的电子开关处于“连通”状态，消耗在电子开关上的电压为～1.0eV，这样不影响这一串LED中未损坏LED的正常使用。
文档编号H05B37/02GK203027531SQ20122061056
公开日2013年6月26日 申请日期2012年11月19日 优先权日2012年11月19日
发明者刘祥林 申请人:刘祥林