专利名称：改进的装饰灯串的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及灯饰领域，尤其是一种改进的用于连接LED装饰灯串的电路结构，更进一步，是包括有一个或多个连接器的LED装饰灯串的电路结构。
背景技术：
由于发光二极管(LED)具有可靠、低耗能、低工作温度以及长使用寿命等优越性能，LED圣诞灯饰和LED装饰灯饰在人们的生活当中越来越普及。LED灯饰的制造商在最大化提高LED灯亮度和其它优点的同时，总是想尽各种办法来缩小LED灯饰与传统白炽灯灯饰的生产成本之间的差距。
众所周知，LED灯在直流电源下工作能够发挥出高亮度和长寿命的优点。此外，通过一个整流(交流-直流转换)电路去减少直流脉冲，人们迫切希望能够降低直流脉冲的峰值，从而降低LED灯的电压并延长使用寿命。
例如如图1所示，为节省生产成本，可将整流电路中的4个整流二极管分开成两组，分别设置在连接电路的两侧，LEI)串联段连接于两组整流二极管之间，从而节省电线的数量。
当包含多个LED串联段时，其连接如图2所示，LED串联段彼此并联连接在电路两侧的两组整流二极管之间，每增加一个LED串联段则需要增加一条导线，这样就达不到节省导线的目的，同时，由于并联多个LED串联段，负载增加，整流二极管会迅速升温而导致过热，大大的增加了整流二极管被烧坏的可能性从而产生额外的安全隐患。
图3所示的是交流输入电压的正弦波、交流二极管电流与按图1、图2所示电路结构连接的电路中经过整流后的直流电压脉冲、电流脉冲的对照图。从图中可知，对比交流驱动技术，图1、2所示的电路结构的占空系数几乎是交流输入的两倍，LED电流峰值出现的频率加倍，令LED失去了“冷却时间”，因此LED的寿命至少下降了50％。
如图3的例子，在交流驱动的整流电路中，LED电流峰值都将达到电流平均值的4倍，这主要是由于现有技术中包含大量的电容/电阻所造成的。如图1、2所示，电容和电阻作为串联的阻抗元件设置于电路中，降低LED驱动电流的平均值，但是电流峰值和平均值的比例仍然是4∶1。该现有技术对直流电压的波形或电流峰值几乎没有改善，反而令LED的寿命下降50％。而且，现有技术中灯串包含的电容/电阻增加了整个电路的耗电量，直流输入电压120V时功率2.4W(假设LED驱动电流为20mA)，而在本实用新型中，同样假设LED驱动电流为20mA，在达到相同发光强度的情况下只消耗1.5W。
而且，现有技术在理论上和实际应用中还存在许多的误区，尤其是以下的观点由于LED的特性，一个典型的LED的额定电压为2.2伏，因在110V输入电压的情况下，每串LED串联段必须连接50个LED灯。
假设交流输入电压为110伏特，整流后的输出电压大约是输入电压的1.4倍，也就是154VDC。这可以提供给70盏典型的LED灯的串联连接，每串的电压为2.2伏特。然而，这样也可能会出问题，因为LED灯一般要求直流电源。
如图3所示，由于现有技术整流后电路的直流脉冲跟电源的交流脉冲差不多，所以计算LED灯的串联数量时，要参照交流压降来计算。这样在计算LED灯串联灯串的总交流压降时，也要考虑串联阻抗。用直流压降来计算时，电路的阻抗会偏小，所以电路就变得不稳定了。
为了进一步说明原有技术的缺点，压降为直流2.2V(电流为20豪安)的70盏LED灯串联连接在一个全波整流电路。当整流电路的交流输入电压为110V时，电路将无法正常运行。所以串联在电路中的LED灯的压降不能按2.2V来计算，应该按交流压降1.64V(电流为20豪安)计算，这样电路才能正常运行。所以在输入电压为交流110V时，需要串联94盏LED灯，电路才能安全运行。
发明内容
为了解决现有技术存在的缺点，本实用新型提供了一种改进的装饰灯串，其使用安全、稳定而且节省电能消耗。
本实用新型的目的是这样实现的一种改进的装饰灯串，包括有一前插和尾插，该前插和尾插通过两导线串联连接；一桥式整流电路，四个整流二极管分成直流输出正极与负极两组，分别设于前插端和尾插端，交流输入端与两导线连接；一LED串联段，串联于上述桥式整流电路分成的直流输出正极与负极之间；其特征在于所述的桥式整流电路分置于电路两侧的交流输入端、直流输出正极或直流输出负极并联有至少一个滤波电容，交流输入端串联有至少一个降压元件。
所述的分置于电路两侧的直流输出正极和直流输出负极分别并联有一个滤波电容。
所述的分置于电路两侧的两个交流输入端分别并联有一个滤波电容。
所述的LED串联段与直流输出负极之间串联有一降压元件。
所述的LED串联段中插接有一个或一个以上的全桥整流电路，该全桥整流电路的交流输入端串联至少一个降压元件后与两导线连接，交流输入端、直流输出正极或直流输出负极并联有至少一个滤波电容。
如前所述，本实用新型在原有电路中增加至少一个电阻或者电容，来降低直流输出，令波形比较平缓，大大降低LED灯串在电流峰值时的负载，可节省约40％的能源消耗。另一个优点是，可以在实用新型电路上连接多串LED串联灯串而不需要增加导线，而且可以避免整流二极管因为发热而烧坏。
图1是现有技术中的一种连接电路结构图；图2是现有技术中的另一种连接电路结构图；图3是交流输入与整流输出的电压曲线对比，以及交流电源供电的LED灯串中LED电流曲线与图1、图2所示连接电路中LED的电流曲线对比；图4～图7是本实用新型四个实施例的电路连接图；图8是交流输入与整流输出的电压曲线对比，以及交流电源供电的LED灯串中LED电流曲线与本实用新型的连接电路中LED的电流曲线对比；图9是本实用新型的另外四个结构的电路连接图。
具体实施方式
以下通过具体的例子来详细说明本实用新型，但本实用新型并不限于此特定例子。
本实用新型所说的桥式整流电路包含4个整流二极管D1-D4，每两个二极管为一组，分成直流输出正极与负极两组，LED串联段4串联于上述桥式整流电路分成的直流输出正极与负极之间，其正极与直流输出正极连接，其负极与直流输出负极连接。第一组整流二极管D1、D2分别连接在连接前插01两端的两条导线03上，二极管的交流输入端串联连接至少一个电阻06或者电容05。第一组的两发整流二极管D1、D2的正极之间或者负极之间并联一个滤波电容05。第一组整流二极管输出电路可能是正极，也可能是负极，电路的方向由二极管的极性决定。第二组整流二极管D3、D4反向连接在连接尾插02的两条03导线上。和第一组整流二极管D1、D2一样，在第二组的两个整流二极管D3、D4的正极之间或负极之间并联上一个滤波电容05。LED串联段04与直流输出负极之间串联有一个可调电阻06。
本实用新型可以在LED串联段04中插接上一个或多个中间电路，这样可以并联上多路LED分段而不需要增加额外的导线，从而减轻整流二极管的电流负载。
图4-7是本实用新型的电路结构的基本形式，图8体现了本实用新型电路的整流滤波效果，这样使LED灯的寿命提高1倍，也可以说LED灯的功率利用率提高了一倍，是对图1、图2和图3所示的现有技术的重大改进。图9所示的连接电路是在图4-7的基础上的进一步改进，解决了图2所示电路图的缺陷。
实施例1如图4所示，本实施例包括有前插01、尾插02，整流电路，LED串联段4等。该前插01和尾插02通过两导线03串联连接。桥式整流电路由整流二极管D1-D4组成，分成直流输出正极和负极两组，分设于前插端和尾插端两侧整流二极管D1、D2的正极分别与通过与两导线03连接与前插01连接，负极并接在一起构成直流输出正极；整流二极管D3、D4的负极分别与通过与两导线03连接与尾插02连接，正极并接在一起构成直流输出负极。LED串联段4串联于上述桥式整流电路分成的直流输出正极与负极之间，其正极与直流输出正极连接，其负极与直流输出负极连接。在整流二极管D1的正极串联有一个可调电阻06。两个滤波电容05分别并联于直流输出正极和直流输出负极一滤波电容05并联于整流二极管D1、D2的正极之间，另一滤波电容05并联于整流二极管D3、D4的负极之间。LED串联段04与直流输出负极之间串联有一可调电阻06。
实施例2如图5所示，两个滤波电容05分别并联于两侧的交流输入端一滤波电容05并联于前插端的整流二极管D1、D2的负极之间，另一滤波电容05并联于尾插端的整流二极管D3、D4的正极之间。其他结构同实施例1。
实施例3如图6所示，将实施例1中整流电路的交流输入端串联的可调电阻06替换成一电容，其他同实施例1。
实施例4如图7所示，将实施例2中整流电路的交流输入端串联的可调电阻06替换成一电容，其他同实施例2。
实施例5以实施例1-4为基础，在LED串联段04中可插接有一个或一个以上中间整流控制电路800，使整条LED串联段04分割成多个LED分段。如图9所示，该中间整流控制电路800含有一个完整的全桥整流电路，其交流输入端同样串连至少一个降压元件(例如可调电阻06或电容05)后与两导线03连接，在交流输入端或直流输出正极或直流输出负极并联有至少一个滤波电容05。中间整流控制电路800中的滤波电容05的位置与前插端和尾插端中的滤波电容位置对称，例如前插端和尾插端中的滤波电容05分别并联于直流输出正极和直流输出负极时，中间整流控制电路800中的两个滤波电容05也分别并联于其全桥整流电路中的直流输出正极和直流输出负极，前插端和尾插端中的滤波电容05分别并联于两侧的交流输入端时，则中间整流控制电路800中的两个滤波电容05也分别并联于其全桥整流电路中的交流输入端。中间整流控制电路800将灯串分成多路头尾相互接的LED分段。
在如图9所示的实施方式中，LED串联段04中插接有一个中间整流控制电路800，使整条LED串联段04分割成两个LED分段，中间整流控制电路800的直流输出负极与前一LED分段的负极连接，而中间整流控制电路11的直流输出正极与后一LED分段的正极连接，从而串接成一个长条形的灯串，在灯串中插接的中间整流控制电路800数量根据实际需要设置，这样就可以根据需要制造出足够长的LED灯串而无需考虑整流二极管由于功率不足而发热过度的安全隐患。LED分段的负极与中间整流控制电路800的直流输出负极之间还串联有一可调电阻06。
中间整流控制电路800通过塑料包封后串接于LED串联段04中。
位于前插端的整流滤波电路与前插01组合安装并通过塑料包封成一体化的插头07，位于尾插端的整流滤波电路与尾插02组合安装并通过塑料包封成一体化的插头08。或者，两组整流二极管分别通过塑料包封后，通过导线分别与前插01或尾插02连接。
权利要求1.一种改进的装饰灯串，包括有--前插(01)和尾插(02)，该前插(01)和尾插(02)通过两导线(03)串联连接；--桥式整流电路，四个整流二极管(D1-D4)分成直流输出正极与负极两组，分别设于前插端和尾插端，交流输入端与两导线(03)连接；--LED串联段(04)，串联于上述桥式整流电路分成的直流输出正极与负极之间；其特征在于所述的桥式整流电路分置于电路两侧的交流输入端、直流输出正极或直流输出负极并联有至少一个滤波电容(05)，交流输入端串联有至少一个降压元件。
2.根据权利要求1所述的改进的装饰灯串，其特征在于所述的分置于电路两侧的直流输出正极和直流输出负极分别并联有一个滤波电容(05)。
3.根据权利要求1所述的改进的装饰灯串，其特征在于所述的分置于电路两侧的两个交流输入端分别并联有一个滤波电容(05)。
4.根据权利要求1所述的改进的装饰灯串，其特征在于所述的LED串联段(04)与直流输出负极之间串联有一降压元件。
5.根据权利要求1所述的改进的装饰灯串，其特征在于所述的LED串联段(04)中插接有一个或一个以上的全桥整流电路，该全桥整流电路的交流输入端串联至少一个降压元件后与两导线(03)连接，交流输入端、直流输出正极或直流输出负极并联有至少一个滤波电容(05)。
6.根据权利要求5所述的改进的装饰灯串，其特征在于所述全桥整流电路中的滤波电容(05)的并联位置与前插端和尾插端的滤波电容(05)的并联位置对称。
7.根据权利要求5所述的改进的装饰灯串，其特征在于所述的LED串联段(04)与中间的全桥整流电路直流输出负极之间串联有一降压元件。
8.根据权利要求1、4或7所述的改进的装饰灯串，其特征在于所述的降压元件为可调电阻(06)或电容(05)。
9.根据权利要求1所述的改进的装饰灯串，其特征在于所述的位于前插端或尾插端的两组整流二极管，分别与前插(01)或尾插(02)组合安装成一体化的插头(07、08)。
10.根据权利要求1所述的改进的装饰灯串，其特征在于所述的位于前插端或尾插端的两组整流二极管分别通过塑料包封后，通过导线与前插(01)或尾插(02)连接。
专利摘要本实用新型公开了一种改进的装饰灯串，包括有前插和尾插，通过两导线串联连接；桥式整流电路，分成直流输出正极与负极两组分别设于前插端和尾插端，交流输入端与两导线连接；LED串联段，串联于上述桥式整流电路分成的直流输出正极与负极之间；其中的桥式整流电路分置于电路两侧的交流输入端、直流输出正极或直流输出负极并联有至少一个滤波电容，交流输入端串联有至少一个降压元件。本实用新型在原有电路中增加至少一个电阻或者电容，来降低直流输出，令波形比较平缓，大大降低LED灯串在电流峰值时的负载，可节省约40％的能源消耗，而且可以连接多串LED串联灯串而不需要增加导线，并可避免整流二极管因为发热而烧坏。
文档编号F21S4/00GK2891575SQ20052012918
公开日2007年4月18日 申请日期2005年10月17日 优先权日2005年10月17日
发明者大卫·艾伦 申请人:光纤设计公司