一种具有白炽灯调光效果的led蜡烛灯的制作方法
【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蜡烛灯，包括底座、安装于底座上端的灯罩、安装于底座下端的接口、安装在底座上的金属散热器、安装在金属散热器上的LED光源模组及安装在LED光源模组上的透镜。底座与外罩之间构成有空腔，LED光源模组、透镜及金属散热器均设于该空腔内。底座与灯罩之间的空腔内还设有LED驱动器，LED驱动器包括控制模块、电压采样电路、半桥整流电路及输出驱动电路，半桥整流电路与电压采样电路连接，控制模块设有PWM控制芯片，电压采样电路和输出驱动电路均与PWM控制芯片连接，输出驱动电路与LED光源模组连接。采用上述结构，兼容性强，调光效果好，光源效率高，且能保护LED灯珠。
【专利说明】一种具有白炽灯调光效果的LED蜡烛灯
【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蜡烛灯。【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蜡烛灯来替代白炽灯，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蜡烛灯进行调光，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蜡烛灯进行调光时，调光效性能差。此外，采用线性驱动方式的LED蜡烛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蜡烛灯调光时调光性能差、LED易损坏的问题，提供了一种具有白炽灯调光效果的LED蜡烛灯，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蜡烛灯，包括底座、安装于底座上端的灯罩、安装于底座下端的接口、安装在底座上的金属散热器、安装在金属散热器上的LED光源模组及安装在LED光源模组上的透镜，所述底座与外罩之间构成有空腔，所述LED光源模组、透镜及金属散热器均设于该空腔内；所述底座与灯罩之间的空腔内还设有LED驱动器，所述LED驱动器包括控制模块、电压采样电路、半桥整流电路及输出驱动电路，半桥整流电路与电压采样电路连接，所述控制模块设有PWM控制芯片，电压采样电路和输出驱动电路均与PWM控制芯片连接，所述输出驱动电路与LED光源模组连接。本实用新型应用时，金属散热器上的热量通过底座散发到空气环境中，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栅极和漏极分别与PWM控制芯片和输出驱动电路输入端连接，所述第四电阻一端连接在零线上，第四电阻相对连接零线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和第二电容，所述第三电阻和第二电容均有一端连接在零线上，两者相对连接零线端的另一端均与PWM控制芯片连接。
[0007]进一步的，所述电压采样电路包括第一电阻、第二电阻、第二二极管及稳压管，所述第一电阻一端与半桥整流电路输出端连接，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连接在零线上；第二二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，其正极连接在零线上。
[0008]进一步的，所述电压采样电路还包括第一电容，所述第一电容一端连接在零线上，其另一端连接在PWM控制芯片上。
[0009]进一步的，所述半桥整流电路包括第一二极管，所述第一二极管串联在火线上。
[0010]进一步的，所述输出驱动电路包括电感和第三二极管，所述电感一端与功率场效应管的漏极连接，其另一端连接在LED光源模组的负端；所述第三二极管正极与功率场效应管漏极连接，其负极与LED光源模组正端连接。
[0011]进一步的，所述半桥整流电路连接有输入保护电路，所述输入保护电路包括串联在火线上的熔断丝。
[0012]进一步的，所述输入保护电路还包括压敏电阻，所述压敏电阻两端分别连接在火线和零线上。
[0013]进一步的，所述LED光源模组采用集成封装的COB光源。
[0014]本实用新型应用时，需调光时外接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，本实用新型的有益效果是:(I)本实用新型针对LED蜡烛灯体积小，其内腔体小的特性，LED驱动器设计为半桥整流无输入和输出滤波电路的非隔离型驱动器，体积小，便于安装固定。
[0016](2)本实用新型的LED蜡烛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蜡烛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】
[0017]图1为本实用新型一个具体实施例的结构示意图；
[0018]图2为图1的剖视结构示意图；
[0019]图3为本实用新型一个具体实施例中LED驱动器的原理框图；
[0020]图4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；
[0021]图5为本实用新型一个具体实施例中LED驱动器未接TRIAC调光器时的输入电压波形图；[0022]图6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；
[0023]图7为本实用新型一个具体实施例中LED驱动器接TRIAC调光器时的输入电压波形图；
[0024]图8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。
[0025]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、LED光源模组，5、LED驱动器，6、透镜，7、金属散热器，L、火线，N、零线，FU、熔断丝，RV、压敏电阻，DW1、稳压管，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，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】
[0026]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。
[0027]实施例1:
[0028]如图1、图2及图3所示，一种具有白炽灯调光效果的LED蜡烛灯，包括底座1、灯罩2、接口 3、LED光源模组4、LED驱动器5、透镜6及金属散热器7，其中，LED光源模组4采用集成封装的COB光源，接口 3安装于底座I下端，灯罩2安装于底座I上端，底座I与外罩2之间构成有空腔，LED光源模组4、LED驱动器5、透镜6及金属散热器7均设于该空腔内，金属散热器7安装在底座I上，LED光源模组4安装在金属散热器7上，透镜6安装在LED光源模组4上。LED驱动器5包括控制模块、电压采样电路、半桥整流电路及输出驱动电路，半桥整流电路与电压采样电路连接，控制模块设有PWM控制芯片，电压采样电路和输出驱动电路均与PWM控制芯片连接，输出驱动电路与LED光源模组4连接。
[0029]本实施例应用时，未接TRIAC调光器时，交流电经半桥整流电路转换成单向正弦脉冲波，如图5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6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5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7所示为LED驱动器接TRIAC调光器时的输入电压波形图。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8所示，为LED驱动器接TRIAC调光器时的输出电流和电压波形图。LED光源模组4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。
[0030]实施例2:
[0031]如图4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VTl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的漏极与输出驱动电路输入端连接，第四电阻R4作为电流反馈电阻，第四电阻R4一端连接在零线N上，第四电阻R4相对连接零线N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均有一端连接在零线N上，第三电阻R3相对连接零线N端的另一端与PWM控制芯片的RT引脚连接，第二电容C2相对连接零线N端的另一端与PWM控制芯片的VCC引脚连接。
[0032]半桥整流电路包括第一二极管D1，第一二极管Dl串联在火线L上，PWM控制芯片的HV引脚连接在第一二极管Dl负极连接的火线L上。电压采样电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容Cl、第二二极管D2及稳压管DW1，其中，第一电阻Rl—端与半桥整流电路输出端即第一二极管Dl负极连接的火线L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端的另一端连接在零线N上。第二二极管D2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控制芯片的VREF引脚之间的线路上，其正极连接在零线N上，第一电容Cl 一端连接在零线N上，其另一端连接在PWM控制芯片的VREF引脚上。
[0033]输出驱动电路包括电感LI和第三二极管D3，其中，电感LI 一端与第三二极管D3正极连接，电感LI与第三二极管D3之间的线路上连接有输出驱动电路的输入线路，输出驱动电路的输入线路连接在功率场效应管VTl的漏极上，电感LI另一端连接在LED光源模组4的负端，第三二极管D3负极与LED光源模组4正端连接。
[0034]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。
[0035]实施例3:
[0036]本实施例在实施例2的基础上做出了如下进一步限定:本实施例的半桥整流电路连接有输入保护电路，其中，输入保护电路包括熔断丝FU和压敏电阻RV，熔断丝FU串联在第一二极管Dl正极连接的火线L上，压敏电阻RV —端连接在零线N上，其另一端连接在熔断丝FU与第一二极管Dl正极之间的火线L上。
[0037]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蜡烛灯，其特征在于，包括底座(I )、安装于底座(I)上端的灯罩(2)、安装于底座(I)下端的接口(3)、安装在底座(I)上的金属散热器(7)、安装在金属散热器(7)上的LED光源模组(4)及安装在LED光源模组(4)上的透镜(6)，所述底座(I)与外罩(2)之间构成有空腔，所述LED光源模组(4)、透镜(6)及金属散热器(7)均设于该空腔内；所述底座(I)与灯罩(2 )之间的空腔内还设有LED驱动器(5 )，所述LED驱动器(5 )包括控制模块、电压采样电路、半桥整流电路及输出驱动电路，半桥整流电路与电压采样电路连接，所述控制模块设有PWM控制芯片，电压采样电路和输出驱动电路均与PWM控制芯片连接，所述输出驱动电路与LED光源模组(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蜡烛灯，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)的栅极和漏极分别与PWM控制芯片和输出驱动电路输入端连接，所述第四电阻(R4) —端连接在零线(N)上，第四电阻(R4)相对连接零线(N)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蜡烛灯，其特征在于，所述控制模块还包括第三电阻(R3)和第二电容(C2)，所述第三电阻(R3)和第二电容(C2)均有一端连接在零线(N)上，两者相对连接零线(N)端的另一端均与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蜡烛灯，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)、第二二极管(D2)及稳压管(DW1)，所述第一电阻(Rl)—端与半桥整流电路输出端连接，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)端的另一端连接在零线(N)上；第二二极管(D2)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，其正极连接在零线(N)上。
5.根据权利要求4所述的一种具有白炽灯调光效果的LED蜡烛灯，其特征在于，所述电压采样电路还包括第一电容(Cl)，所述第一电容(Cl) 一端连接在零线(N)上，其另一端连接在PWM控制芯片上。
6.根据权利要求2所述的一种具有白炽灯调光效果的LED蜡烛灯，其特征在于，所述半桥整流电路包括第一二极管(D1)，所述第一二极管(Dl)串联在火线(L)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蜡烛灯，其特征在于，所述输出驱动电路包括电感(LI)和第三二极管(D3 )，所述电感(LI) 一端与功率场效应管(VTl)的漏极连接，其另一端连接在LED光源模组(4)的负端；所述第三二极管(D3)正极与功率场效应管(VTl)漏极连接，其负极与LED光源模组(4)正端连接。
8.根据权利要求1所述的一种具有白炽灯调光效果的LED蜡烛灯，其特征在于，所述半桥整流电路连接有输入保护电路，所述输入保护电路包括串联在火线(L)上的熔断丝(FU)0
9.根据权利要求8所述的一种具有白炽灯调光效果的LED蜡烛灯，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)两端分别连接在火线(L)和零线(N)上。
10.根据权利要求1?9中任意一项所述的一种具有白炽灯调光效果的LED蜡烛灯，其特征在于，所述LED光源模组(4)采用集成封装的COB光源。
【文档编号】F21Y101/02GK203757403SQ201320885219
【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, 邓启明, 李东明 申请人:四川新力光源股份有限公司