一种具有白炽灯调光效果的led球泡灯的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有白炽灯调光效果的LED球泡灯，包括底座、灯罩、接口、LED光源模组、LED驱动器及金属散热器，接口连接于底座下端，底座构成上端开口的桶体状，灯罩封闭底座的上端开口且与底座构成有空腔，LED光源模组、LED驱动器及金属散热器均设于该空腔内，金属散热器镶嵌在底座上。LED光源模组包括铝基PCB板及安装在铝基PCB板上的多颗LED灯珠，铝基PCB板安装在金属散热器上。LED驱动器包括顺次连接的输入保护电路、全桥整流电路、电压采样电路、控制模块及输出驱动电路，控制模块设有PWM控制芯片，输出驱动电路与铝基PCB板连接。本实用新型不仅能保护LED灯珠，且光源效率高、调光效果好。
【专利说明】—种具有白炽灯调光效果的LED球泡灯
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及LED照明领域，具体是一种具有白炽灯调光效果的LED球泡灯。【背景技术】
[0002]现有许多照明设备都配备了调光器，在不需要100%亮度的情况下进行调光，以节省资源。针对白炽灯、金卤灯等这一类线性特性好的阻性负载光源，普遍采用调光性能卓越的TRIAC调光器进行调光。因白炽灯的光效较低，在能源紧缺的今天，人们在许多场合都采用高光效、寿命长、能耗低的LED球泡灯来替代白炽灯，然而，LED本身属于容性负载，需要低压直流驱动，为了采用TRIAC调光器对LED球泡灯进行调光，人们配备了开关电源并采用多颗LED串联的方式进行线性驱动。因开关电源的最佳工作状态通常设定在感性状态，而采用多颗LED串联的方式则表现为LED的容性特征，在输入电源的瞬态电压低于LED的导通电压的区间内，LED不导通发光，因此，采用TRIAC调光器对现有LED球泡灯进行调光时，调光效性能差。此外，采用线性驱动方式的LED球泡灯的灯珠匹配数量受到限制，同时不具备过压保护功能，LED易损坏。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于解决现今进行LED灯带调光时调光性能差、LED易损坏的问题，提供了一种具有白炽灯调光效果的LED球泡灯，其对TRIAC调光器适应性强，调光效果好，并能保护LED灯珠。
[0004]本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是:一种具有白炽灯调光效果的LED球泡灯，包括底座、灯罩、接口、LED光源模组、LED驱动器及金属散热器，所述接口连接于底座下端，底座构成上端开口的桶体状，灯罩封闭底座的上端开口且与底座构成有空腔，所述LED光源模组、LED驱动器及金属散热器均设于该空腔内，所述金属散热器镶嵌在底座上，所述LED光源模组包括铝基PCB板及安装在铝基PCB板上的多颗LED灯珠，铝基PCB板安装在金属散热器上；所述LED驱动器包括顺次连接的输入保护电路、全桥整流电路、电压采样电路、控制模块及输出驱动电路，所述控制模块设有PWM控制芯片，所述输出驱动电路与铝基PCB板连接。本实用新型应用时，LED驱动器外接TRIAC调光器，交流电通过TRIAC调光器后接入LED驱动器，经过LED驱动器转换为低压直流电，提供给LED光源模组输出不同亮度的光。
[0005]进一步的，所述控制模块还包括功率场效应管和第四电阻，所述功率场效应管的漏极和栅极分别与输出驱动电路输入端和PWM控制芯片连接，所述全桥整流电路包括两个输入端和两个输出端，所述第四电阻一端与全桥整流电路的负向输出端连接，第四电阻相对连接全桥整流电路负向输出端的另一端与功率场效应管的源极连接，且第四电阻与功率场效应管源极之间的线路与PWM控制芯片连接。
[0006]进一步的，所述控制模块还包括第三电阻，所述第三电阻一端与全桥整流电路的负向输出端连接，其另一端均与PWM控制芯片连接。[0007]进一步的，所述控制模块还包括第二电容，所述第二电容一端与全桥整流电路的负向输出端连接，其另一端均与PWM控制芯片连接。
[0008]进一步的，所述电压采样电路包括第一电阻、第二电阻、第五二极管及稳压管，所述第一电阻一端与全桥整流电路正向输出端连接，其另一端与第二电阻连接，第二电阻相对连接第一电阻端的另一端与全桥整流电路的负向输出端连接；第五二极管正极连接在第一电阻与第二电阻之间的线路上，其负极连接在PWM控制芯片上；所述稳压管负极连接在第二二极管与PWM控制芯片之间的线路上，其正极连接在全桥整流电路负向输出端上。
[0009]进一步的，所述电压采样电路还包括第一电容，第一电容一端连接在全桥整流电路负向输出端上，其另一端连接在PWM控制芯片上。
[0010]进一步的，所述全桥整流电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管及第四二极管，所述第一二极管的正负极分别与第三二极管负极和第二二极管负极连接，第四二极管的正负极分别与第三二极管正极和第二二极管正极连接；所述全桥整流电路的一个输入端设置在第一二极管正极与第三二极管负极之间的线路上，另一个输入端设置在第二二极管正极与第四二极管负极之间的线路上，全桥整流电路的正向输出端设置在第一二极管负极与第二二极管负极之间的线路上，其负向输出端设置在第三二极管正极与第四二极管正极之间的线路上。
[0011]进一步的，所述输出驱动电路包括电感和第六二极管，所述电感两端分别与LED光源模组正端和第六二极管正极连接，第六二极管正极与电感之间的线路与功率场效应管漏极连接，所述第六二极管负极与LED光源模组负端连接，第六二极管负极与LED光源模组负端之间的线路与全桥整流电路的正向输出端连接。
[0012]进一步的，所述全桥整流电路两输入端分别连接有火线和零线，所述输入保护电路包括熔断丝，所述熔断丝串联在全桥整流电路输入端连接的火线上。
[0013]进一步的，所述输入保护电路还包括压敏电阻，所述压敏电阻一端连接在全桥整流电路输入端连接的零线上，其另一端连接在熔断丝与全桥整流电路输入端之间的火线上。
[0014]本实用新型应用时，需调光时LED驱动器外接TRIAC调光器，根据负载所需的电压，预设PWM控制芯片的固定的占空比，PWM控制芯片的外部参考电压接口作为保护信号输入端，在外部参考电压接口并联稳压管，当电压高于PWM控制芯片的标准参考电压时，输出电压由串联在功率场效应管源极的第四电阻构成的负反馈网络确定，当外部参考电压低于PWM控制芯片的标准参考电压时，输出电压由预设的固定占空比决定。从而实现，在允许的工作电压范围之内，开关工作在固定的频率，输出电压随输入电压变化；当输入电压高于允许输入电压范围时，输出电压被限制在预设的电压值。
[0015]综上所述，本实用新型具有以下有益效果:本实用新型的LED球泡灯具有线性光源的特性，因此对TRIAC调光器的适应性强，调光效果好。本实用新型的LED球泡灯具有开关电源的特性，因此灯管的效率高，LED驱动器通过检测输入电压，设置过压保护点，在低于过压保护点的状态下，以固定占空比和频率工作，高于高压保护点的状态，通过预设的反馈回路，改变占空比降低输出电压，从而降低电流，以保护LED灯珠。
【专利附图】
【附图说明】[0016]图1为本实用新型一个具体实施例半剖后的结构示意图；
[0017]图2为本实用新型一个具体实施例中LED驱动器的原理框图；
[0018]图3为本实用新型一个具体实施例中LED驱动器外接LED光源模组的电路原理图；
[0019]图4为本实用新型一个具体实施例中LED驱动器未接TRIAC调光器时的输入电压波形图；
[0020]图5为本实用新型一个具体实施例中LED驱动器未接TRIAC调光器时的输出电流和电压波形图；
[0021]图6为本实用新型一个具体实施例中LED驱动器接TRIAC调光器时的输入电流和电压波形图；
[0022]图7为本实用新型一个具体实施例中LED驱动器接TRIAC调光器时的输出电流和电压波形图。
[0023]附图中标记所对应的零部件名称为:1、底座，2、灯罩，3、接口，4、铝基PCB板，5、LED灯珠，6、LED驱动器，7、金属散热器，L、火线，N、零线，FU、熔断丝，RV、压敏电阻，DWlJI压管，VT1、场效应管，L1、电感，D1、第一二极管，D2、第二二极管，D3、第三二极管，D4、第四二极管，D5、第五二极管，D6、第六二极管，R1、第一电阻，R2、第二电阻，R3、第三电阻，R4、第四电阻，Cl、第一电容，C2、第二电容。
【具体实施方式】
[0024]下面结合实施例及附图，对本实用新型做进一步地的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0025]实施例1:
[0026]如图1及图2所示，一种具有白炽灯调光效果的LED球泡灯，包括底座1、灯罩2、接口 3、LED光源模组、LED驱动器6及金属散热器7，其中，底座I采用塑料制成，其上设置散热结构，底座I构成上大下小的桶体状，其内部中空且上端开口，接口 3连接于底座I下端，灯罩2与底座I连接且封闭底座I的上端开口。灯罩2与底座I构成有空腔，LED光源模组、LED驱动器6及金属散热器7均设于该空腔内，金属散热器7镶嵌在底座I上，LED光源模组包括铝基PCB板4及安装在铝基PCB板4上的多颗LED灯珠5，铝基PCB板4安装在金属散热器7上。本实施例中LED光源模组采用多颗LED灯珠5，多颗LED灯珠5采用串联和并联结合构成“目”字结构，在实际应用中还可采用其它拓扑结构，如多路并联。LED光源模组也可以采用多个LED芯片集成封装到一个单元里，或者由多个这样的集成封装的LED单元构成。LED驱动器6包括顺次连接的输入保护电路、全桥整流电路、电压采样电路、控制模块及输出驱动电路，控制模块设有PWM控制芯片，PWM控制芯片与全桥整流电路连接，输出驱动电路与铝基PCB板4连接。
[0027]本实施例应用时，未接TRIAC调光器时，交流电经全桥整流电路转换成单向正弦脉冲波，如图4所示，为未接TRIAC调光器时的输入电压波形图。通过预设PWM控制芯片额定的工作电压对应的输出电流，电压采样电路采样信号判定PWM控制芯片的工作模式，若采样信号小于PWM控制芯片的参考电压，则PWM控制芯片以固定的占空比工作，如图5所示，为未接TRIAC调光器时的输出电流和电压波形图。当LED驱动器I连接TRIAC调光器且处于某一调光状态时，交流市电的电压波形被切去一部分，如图6所示为LED驱动器I接TRIAC调光器时的输入电流和电压波形图。被切去部分的相位，PWM控制芯片不工作，无输出电流，输出电流波形如图7所示，为LED驱动器I接TRIAC调光器时的输出电流和电压波形图。LED光源模组有效光输出相应减少，从而起到调光的效果。若采样的信号大于PWM控制芯片的参考电压，则PWM控制芯片调整输出信号，达到降低输出电流的作用。
[0028]实施例2:
[0029]如图3所示，本实施例在实施例1的基础上做出了如下进一步限定:本实施例的控制模块还包括功率场效应管VTl、第三电阻R3、第四电阻R4及第二电容C2，其中，功率场效应管VTI采用N沟道增强型MOS场效应晶体管，PWM控制芯片设有供电引脚HV引脚、参考电压引脚VREF引脚、控制引脚RT引脚、负反馈输入引脚CS引脚、输出控制引脚DRV引脚及电源引脚VCC引脚。功率场效应管VTl的栅极与PWM控制芯片的DRV引脚连接，功率场效应管VTl的漏极与驱动输出电路输入端连接。全桥整流电路包括两个输入端和两个输出端，第四电阻R4作为电流反馈电阻，第四电阻R4—端与全桥整流电路的负向输出端连接，第四电阻R4相对连接全桥整流电路负向输出端的另一端与功率场效应管VTl的源极连接，且第四电阻R4与功率场效应管VTl源极之间的线路与PWM控制芯片的CS引脚连接。第三电阻R3和第二电容C2均有一端与全桥整流电路的负向输出端连接，第三电阻R3相对连接全桥整流电路负向输出端的另一端与PWM控制芯片的RT引脚连接，第二电容C2相对连接全桥整流电路负向输出端的另一端与PWM控制芯片的VCC引脚连接。
[0030]本实施例的电压米样电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容Cl、第五二极管D5及稳压管DWl,其中，第一电阻Rl —端与全桥整流电路正向输出端连接,其另一端与第二电阻R2连接，第二电阻R2相对连接第一电阻Rl端的另一端与全桥整流电路的负向输出端连接。第五二极管D5正极连接在第一电阻Rl与第二电阻R2之间的线路上，其负极连接在PWM控制芯片的VREF引脚上，稳压管DWl负极连接在第二二极管D2与PWM控制芯片之间的线路上，其正极连接在全桥整流电路负向输出端上。第一电容Cl 一端连接在全桥整流电路负向输出端上，其另一端连接在PWM控制芯片的VREF引脚上。
[0031]本实施例的全桥整流电路包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3及第四二极管D4，其中，第一二极管Dl的正负极分别与第三二极管D3负极和第二二极管D2负极连接，第四二极管D4的正负极分别与第三二极管D3正极和第二二极管D2正极连接。全桥整流电路的一个输入端设置在第一二极管Dl正极与第三二极管D3负极之间的线路上，另一个输入端设置在第二二极管D2正极与第四二极管D4负极之间的线路上，全桥整流电路的正向输出端设置在第一二极管Dl负极与第二二极管D2负极之间的线路上，其负向输出端设置在第三二极管D3正极与第四二极管D4正极之间的线路上。
[0032]本实施例的输出驱动电路包括电感LI和第六二极管D6，电感LI两端分别与LED光源模组正端和第六二极管D6正极连接，第六二极管D6正极与电感LI之间的线路与功率场效应管VTl漏极连接，第六二极管D6负极与LED光源模组负端连接，第六二极管D6负极与LED光源模组负端之间的线路与全桥整流电路的正向输出端连接。
[0033]本实施例应用时，若米样的信号大于PWM控制芯片的参考电压，则第四电阻R4的采样信号有效，采样信号通过PWM控制芯片的CS引脚进入PWM控制芯片，以调整PWM控制芯片的DRV引脚的输出信号，达到降低输出电流的作用。[0034]实施例3:
[0035]本实施例在实施例2的基础上做出了如下进一步限定:本实施例的全桥整流电路两输入端分别连接有火线L和零线N，输入保护电路包括熔断丝FU和压敏电阻RV，熔断丝FU串联在全桥整流电路输入端连接的火线L上，压敏电阻RV —端连接在全桥整流电路输入端连接的零线N上，其另一端连接在熔断丝FU与全桥整流电路输入端之间的火线L上。
[0036]如上所述，可较好的实现本实用新型。
【权利要求】
1.一种具有白炽灯调光效果的LED球泡灯，其特征在于，包括底座(1)、灯罩(2)、接口(3 )、LED光源模组、LED驱动器(6 )及金属散热器(7 )，所述接口( 3 )连接于底座(1)下端，底座(1)构成上端开口的桶体状，灯罩(2)封闭底座(1)的上端开口且与底座(1)构成有空腔，所述LED光源模组、LED驱动器(6)及金属散热器(7)均设于该空腔内，所述金属散热器(7)镶嵌在底座(1)上，所述LED光源模组包括铝基PCB板(4)及安装在铝基PCB板(4)上的多颗LED灯珠(5)，铝基PCB板(4)安装在金属散热器(7)上；所述LED驱动器(6)包括顺次连接的输入保护电路、全桥整流电路、电压采样电路、控制模块及输出驱动电路，所述控制模块设有PWM控制芯片，所述输出驱动电路与铝基PCB板(4)连接。
2.根据权利要求1所述的一种具有白炽灯调光效果的LED球泡灯，其特征在于，所述控制模块还包括功率场效应管(VTl)和第四电阻(R4)，所述功率场效应管(VTl)的漏极和栅极分别与输出驱动电路输入端和PWM控制芯片连接，所述全桥整流电路包括两个输入端和两个输出端，所述第四电阻(R4)—端与全桥整流电路的负向输出端连接，第四电阻(R4)相对连接全桥整流电路负向输出端的另一端与功率场效应管(VTl)的源极连接，且第四电阻(R4)与功率场效应管(VTl)源极之间的线路与PWM控制芯片连接。
3.根据权利要求2所述的一种具有白炽灯调光效果的LED球泡灯，其特征在于，所述控制模块还包括第三电阻(R3)，所述第三电阻(R3)—端与全桥整流电路的负向输出端连接，其另一端均与PWM控制芯片连接。
4.根据权利要求2所述的一种具有白炽灯调光效果的LED球泡灯，其特征在于，所述控制模块还包括第二电容(C2 )，所述第二电容(C2 ) —端与全桥整流电路的负向输出端连接，其另一端均与PWM控制芯片连接。
5.根据权利要求2所述的一种具有白炽灯调光效果的LED球泡灯，其特征在于，所述电压采样电路包括第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第五二极管(D5)及稳压管(DW1)，所述第一电阻(Rl)—端与全桥整流电路正向输出端连接，其另一端与第二电阻(R2)连接，第二电阻(R2)相对连接第一电阻(Rl)端的另一端与全桥整流电路的负向输出端连接；第五二极管(D5 )正极连接在第一电阻(Rl)与第二电阻(R2 )之间的线路上，其负极连接在PWM控制芯片上；所述稳压管(DWl)负极连接在第二二极管(D2)与PWM控制芯片之间的线路上，其正极连接在全桥整流电路负向输出端上。
6.根据权利要求5所述的一种具有白炽灯调光效果的LED球泡灯，其特征在于，所述电压米样电路还包括第一电容(Cl),第一电容(Cl) 一端连接在全桥整流电路负向输出端上，其另一端连接在PWM控制芯片上。
7.根据权利要求2所述的一种具有白炽灯调光效果的LED球泡灯，其特征在于，所述全桥整流电路包括第 一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)及第四二极管(D4)，所述第一二极管(Dl)的正负极分别与第三二极管(D3)负极和第二二极管(D2)负极连接，第四二极管(D4)的正负极分别与第三二极管(D3)正极和第二二极管(D2)正极连接；所述全桥整流电路的一个输入端设置在第一二极管(Dl)正极与第三二极管(D3)负极之间的线路上，另一个输入端设置在第二二极管(D2)正极与第四二极管(D4)负极之间的线路上，全桥整流电路的正向输出端设置在第一二极管(Dl)负极与第二二极管(D2)负极之间的线路上，其负向输出端设置在第三二极管(D3)正极与第四二极管(D4)正极之间的线路上。
8.根据权利要求2所述的一种具有白炽灯调光效果的LED球泡灯，其特征在于，所述输出驱动电路包括电感(LI)和第六二极管(D6)，所述电感(LI)两端分别与LED光源模组正端和第六二极管(D6)正极连接，第六二极管(D6)正极与电感(LI)之间的线路与功率场效应管(VTl)漏极连接，所述第六二极管(D6)负极与LED光源模组负端连接，第六二极管(D6)负极与LED光源模组负端之间的线路与全桥整流电路的正向输出端连接。
9.根据权利要求2~8中任意一项所述的一种具有白炽灯调光效果的LED球泡灯，其特征在于，所述全桥整流电路两输入端分别连接有火线(L)和零线(N)，所述输入保护电路包括熔断丝(FU)，所述熔断丝(FU)串联在全桥整流电路输入端连接的火线(L)上。
10.根据权利要求9所述的一种具有白炽灯调光效果的LED球泡灯，其特征在于，所述输入保护电路还包括压敏电阻(RV)，所述压敏电阻(RV)—端连接在全桥整流电路输入端连接的零线(N)上，其另一端连接在熔断丝(FU)与全桥整流电路输入端之间的火线(L)上。
【文档编号】F21V23/04GK203757402SQ201320885137
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】田栋, 封正勇, 敬颜丽, 李东明 申请人:四川新力光源股份有限公司