专利名称：具有开/短路保护功能的led照明装置及照明电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及照明技术领域，尤其涉及具有开/短路保护功能的LED照明装置及照 明电路。
背景技术：
目前随着节能减排的发展趋势，LED (Light Emitting Diode，发光二极管)以其节
能环保、发光效率高、寿命长等特点，得到越来越广泛的应用，由于其工作时产生的热量较
少，发光效率较高，被视为冷光源，大有取代传统白炽灯、荧光灯的趋势。 近年来，采用1 3W大功率LED的灯具逐年增加，其功率可以从几瓦到上百瓦。现
有的大功率灯具内部的LED连接方式通常有两种 第一种是采用串联的结构，如图1所示，多个LED串联后连接到电源上，这种连接 方式常被用在几十瓦以内的LED灯具中。然而，这种串联LED的灯具存在一个缺点，如果串 联的LED中有一个LED开路，则会导致整个灯都不亮，因此这种LED的连接方式如果在警示 灯、矿灯、应急灯等特殊用途的灯具中使用是十分危险的，一旦出现问题则需要马上维修或 更换。 为此，有许多LED灯具是采用串联和并联结合的方式，如图2所示。其是将多个 LED串联后组成一组LED组，然后再将多组LED组并联后连接到电源两端。这样，即使某一 组的LED开路而不亮，其它组的LED仍然会继续工作。 但是，由于LED灯具的电源是恒流源，因此当其中一组LED开路后，与其并联的其 它支路上的电流会增加，使其它支路的LED功耗加大，造成散热困难，故障率加大，并导致 维修次数增加的问题。 综上所述，现有LED灯具的照明电路存在使用寿命短、维修成本高的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有开/短路保护功能的LED照明装置，以克服现有LED 灯具的照明电路使用寿命短、维修成本高的问题。 本发明的另一 目的是提供两种照明电路，以克服现有LED灯具的照明电路使用寿 命短、维修成本高的问题。 本发明提出一种具有开/短路保护功能的LED照明装置，包括至少二个光源模块、 至少二个LED组、电源和多个保护元件。LED组一一对应地设置在光源模块中，且每个LED 组之间彼此独立形成回路，其中，每个LED组又包括串联的多个发光二极管。电源分别与 LED组相连，用于分别为每个LED组提供恒流电。保护元件设置在光源模块中，且其数量与 发光二极管相对应，用于保证开路的发光二极管不会影响其它发光二极管的正常工作。
依照本发明较佳实施例所述的具有开/短路保护功能的LED照明装置，保护元件 为齐纳二极管，且一个反向齐纳二极管与一个发光二极管并联。 依照本发明较佳实施例所述的具有开/短路保护功能的LED照明装置，保护元件为晶闸管，且一个反向晶闸管与一个发光二极管并联。 依照本发明较佳实施例所述的具有开/短路保护功能的LED照明装置，每个光源 模块又包括电路板和透镜组，发光二极管设置在电路板上，透镜组覆盖在电路板的发光二 极管上，且透镜组上设置有若干突起空间，用于容纳保护元件。 依照本发明较佳实施例所述的具有开/短路保护功能的LED照明装置，每个光源 模块又包括电路板和透光罩，发光二极管设置在该电路板上，发光二极管上对应设置有若 干透镜，透光罩罩住电路板，包括电路板(61)上的透镜和保护元件。 依照本发明较佳实施例所述的具有开/短路保护功能的LED照明装置，其还包括 至少一个散热单元，其与光源模块相连，用于将LED产生的热量散发到空气中。
本发明另提出一种照明电路，应用在LED照明装置中，LED照明装置包括有至少二 个光源模块，照明电路包括至少二个LED组、电源和多个保护元件。LED组一一对应地设置 在光源模块中，且每个LED组之间彼此独立形成回路，且每个LED组又包括串联的多个发光 二极管。电源分别与LED组相连，用于分别为每个LED组提供恒流电。保护元件设置在光 源模块中，且其数量与发光二极管相对应，用于保证开路的发光二极管不会影响其它发光 二极管的正常工作。 依照本发明较佳实施例所述的照明电路，保护元件为齐纳二极管或晶闸管，且一 个反向齐纳二极管或一个反向晶闸管与一个发光二极管并联。 本发明还提出一种照明电路，应用在LED照明装置中，LED照明装置包括有一个 LED整灯光源，照明电路包括至少二 LED组和电源。二 LED组设置在LED整灯光源内部，LED 组之间彼此独立形成回路，其中，每个LED组又包括串联的多个发光二极管。电源分别与 LED组相连，用于为每个LED组单独提供恒流电。 依照本发明较佳实施例所述的照明电路，其还包括多个保护元件，其与发光二极 管一一对应并联，用于保证开路的发光二极管不会影响其它发光二极管的正常工作。
相对于现有技术，本发明的有益效果是 1 、本发明对LED采用多路恒流源供电，当一路LED发生故障时，也不会造成其它支 路LED的电流增加，从而可以使LED照明装置中的LED保持稳定的工作电流，使其功耗和发 热量不会因意外故障而提高，从而延长了 LED照明装置的使用寿命，并降低了维修费用。
2、本发明在每个LED上都并联一个保护元件，即使某一 LED开路也不会影响其它 LED的正常工作，由于一个大功率照明装置一般都会由几十至上百颗LED组成，其中一颗甚 至是十几颗损坏也不会对整体照明产生太大影响，因此这种设计可以大大减少照明装置的 维修频率，并延长其使用寿命。 当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
图1为现有大功率灯具中的一种LED连接电路图；
图2为现有大功率灯具中的另一种LED连接电路图； 图3为本发明具有开/短路保护功能的LED照明装置的一种实施例结构图；
图4为本发明具有开/短路保护功能的LED照明装置的另一种实施例结构图；
图5为本发明的一种实施例照明电路 图6为本发明光源模块的一种实施例结构分解图； 图7为单一 LED整灯光源的一种LED照明装置的实施例结构分解图。
具体实施例方式
本发明的主要思想是采用多路恒流源单独驱动一路LED(Light EmittingDiode， 发光二极管)，从而即使某一路LED发生短路或开路，也不会影响其它路LED的正常供电。并 且，本发明还为每个LED都配置保护元件，保证开路的LED不会影响其它LED的正常工作， 从而大大提高了 LED照明装置的使用寿命。
以下结合附图，具体说明本发明。 本发明提出一种具有开/短路保护功能的LED照明装置，其包括至少二个光源模 块和一个电源，电源分别和所有的光源模块连接，并为每个光源模块单独提供恒流源供电。 由于电源驱动是多路输出，彼此独立没有干扰，所以LED组之间也彼此独立形成回路，没有 干扰，而每个光源模块中则设置有串联的多个LED，起发光作用。如图3和图4所示，其分别 为本发明具有开/短路保护功能的LED照明装置的两种实施例结构图。
图3中，此具有开/短路保护功能的LED照明装置主要是由灯壳31 、四个光源模块 32、一个电源33和四个散热单元组成，其中灯壳31的一端连接固定灯杆34，散热单元设置 在光源模块32背面，光源模块32和电源33并列排布在灯壳31中，且从电源33上引出多 条供电导线，分别与四个光源模块32相连，为光源模块32提供恒流电。
图4中，此具有开/短路保护功能的LED照明装置主要是由固定架41、八个光源 模块42、八个散热单元和一个电源43构成。固定架41的一端设置有固定孔44，用来安装 灯杆，八个光源模块42分别设置在固定架41的两侧，散热单元设置在光源模块42背面，电 源43则固定在固定架41中。同样的，此电源43上也引出多条供电导线，分别与八个光源 模块42相连，为光源模块42提供恒流电。 由于本发明对各个光源模块采用多路恒流源单独供电的方式，因此光源模块的供 电是独立的，相互之间不会产生影响，即使某一光源模块中的LED开路或短路，也不会对其 它光源模块的正常供电产生影响，只需将故障的光源模块更换即可。 特别的，由于本发明的光源模块中均设置有串联的若干个LED，因此为保证某一个 开路的LED不会影响其它LED的正常工作，本发明为每个LED均设置有一个保护元件，尽可 能地减少了光源模块的维修和更换次数。而保护元件可以采用齐纳二极管、晶闸管或其它 具有开路保护功能的元器件。为便于理解，申请人给出了一种电路原理图，如图5所示，该 照明电路是由多路LED组和一个电源构成，其中每个光源模块中设置有一路LED组，且每个 LED组包括串联的24个LED，每路LED组分别和电源相连，并形成独立的回路。并且，每个 LED都反向并联一个齐纳二极管(齐纳二极管Dl反向并联于LED1、齐纳二极管D2反向并 联于LED2...齐纳二极管D24反向并联于LED24)。 工作过程中，在LED正常发光时，齐纳二极管处于开路状态。在LED由于外部或自 身原因击穿短路时，由于采用恒流源供电，在有LED短路的情况下，LED的正向降压V小于齐 纳二极管的开启电压V，此时并联在LED两端的齐纳二极管，只有微安级的漏电电流经过， 相当于开路，不影响LED的工作，所以整个光源模块内除出现短路的LED夕卜，其余依然在原 有设计的电流下正常工作。若串联的LED中有一个损坏而开路了，此时与LED并联的齐纳二极管，状态转为导通，按照恒流源设定的电流经齐纳二极管而使整个光源模块除出现开 路以外的LED都能正常工作。因此， 一路LED组中的某一个LED发生短路或开路，均不会对 其它LED的正常工作产生影B向，而由于在实际应用中，一个大功率照明装置一般都会由几 十至上百颗LED组成，其中一颗甚至是十几颗损坏也不会对整体照明产生太大影响，因此 这种设计可以大大减少照明装置的维修频率，并延长其使用寿命。值得注意的是，本发明中 所选用的齐纳二极管的导通电压一般比对应LED的工作电压高0. 3V 3V，这样就能保证 LED正常发光的情况下，齐纳二极管不会误导通。 另外，在图5实施例中，每个光源模块分别和电源连接(即每一组的LED组都是会 由电源分别供电)，相对于现有技术中并联的连接方式(图2所示)，即使某一光源模块因 内部或外部原因而无法工作(如导线断裂、接头破损等)，也不会造成其它两个光源模块上 的功耗和发热量增加，因此不会影响到其它两个光源模块的使用寿命，从而节约了维修成 本。 下面对单个光源模块的结构进行介绍，如图6所示，其为发明光源模块的一种实 施例分解图，此光源模块包括电路板61、密封圈62、透镜组63和透光罩64，电路板61上焊 接有二十四颗LED颗粒65，透镜组63和透光罩64均覆盖在电路板61的LED颗粒65上。 其中，透镜组63上设置有二十四个突起空间66，用于容纳保护元件，从而可以使光源模块 的设计更加紧凑美观。 上述仅为本发明的几种较佳的实施方式，但并不以此限制本发明。如光源模块的 数量和安装方式可以根据场所需要来调整；每个光源模块中的LED和保护元件的数量也可 以实际需求来设计；保护元件除了齐纳二极管、晶闸管，也可以是其它任意具有开路保护功 能的元器件。光源模块的结构中可以将透镜组集合到透光罩上，或者只采用透镜组。
本发明另提出一种照明电路，应用在LED照明装置中，其结构、功能与前述具有开 /短路保护功能的LED照明装置中的照明电路相同，在此不再赘述。 本发明的开/短路保护的思想不仅可以应用在多个光源模块的LED照明装置中，
同样也可应用在单一LED整灯光源的照明装置中。由此，本发明还提出一种照明电路，其应
用在LED照明装置中，且此LED照明装置仅包括有一个LED整灯光源。 再次引用图5为例，所有的LED均可以设置在一个LED整灯光源中，且每24个LED
串联形成一组，每路LED组分别与电源连接并形成独立的回路。并且，每个LED反向并联一
个齐纳二极管。 在现有技术中，设置在一个LED整灯光源中的LED颗粒通常只有一路恒流源供电， 因此只要一个LED出现开/短路故障，都会影响LED整灯光源中所有的LED的正常工作， 从而造成使用寿命短、维修成本高等问题。而本发明将多路恒流源供电的思想应用到单个 LED整灯光源中，因此某一路的LED组出现故障而无法工作，其它路的LED还是会继续正常 工作。另外，某一个LED出现开路故障时，由于齐纳二极管(或其它相同功能的保护元件) 的设计，所以不会对其它LED的工作产生太大的影响，从而大大延长了 LED照明装置的使用 寿命。 为便于理解，申请人给出了单一 LED整灯光源的一种LED照明装置的实施例结构 图，请参见图7。此LED照明装置的的灯壳由前盖71和后盖72拼接而成，灯壳的下端设置 有灯杆孔73，用来安装灯杆。灯壳内部设置有一个LED整灯光源、一个散热单元74和一个电源79， LED整灯光源连接到散热单元74的背部。LED整灯光源又是由一块电路板75、一 个透光板76和一个密封圈77构成，电路板75上焊接有多颗LED颗粒78。其中，电路板75 上的LED颗粒78划分为多路LED组，每路LED组由串联的若干个LED颗粒78组成，并且， 电源79向每路LED组均引出一条供电导线，并分别为每路LED组提供恒流电。
本发明对LED采用多路恒流源供电，当一路LED发生故障时，也不会造成其它支路 LED的电流增加，从而可以使LED照明装置中的LED保持稳定的工作电流，使其功耗和发热 量不会因意外故障而提高，从而延长了 LED照明装置的使用寿命，并降低了维修费用。另 外，本发明在每个LED上都并联一个保护元件，即使某一 LED开路也不会影响其它LED的正 常工作，由于一个大功率照明装置一般都会由几十至上百颗LED组成，其中一颗甚至是十 几颗损坏也不会对整体照明产生太大影响，因此这种设计可以大大减少照明装置的维修频 率，同样可以延长LED照明装置的使用寿命并降低LED照明装置的维护成本。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但本发明并非局限于此，任何本领域 的技术人员能思之的变化，都应落在本发明的保护范围内。
权利要求
一种具有开/短路保护功能的LED照明装置，其特征在于，包括至少二个光源模块(42)；至少二个LED组，其一一对应地设置在该光源模块(42)中，且每个LED组之间彼此独立形成回路，其中，每个LED组又包括串联的多个发光二极管；一电源(43)，分别与该些LED组相连，用于分别为每个LED组提供恒流电；多个保护元件，设置在该些光源模块(42)中，且其数量与该些发光二极管相对应，用于保证开路的发光二极管不会影响其它发光二极管的正常工作。
2. 如权利要求1所述的具有开/短路保护功能的LED照明装置，其特征在于，该保护元 件为齐纳二极管，且一个反向齐纳二极管与一个发光二极管并联。
3. 如权利要求1所述的具有开/短路保护功能的LED照明装置，其特征在于，该保护元 件为晶闸管，且一个反向晶闸管与一个发光二极管并联。
4. 如权利要求1所述的具有开/短路保护功能的LED照明装置，其特征在于，每个光 源模块(42)又包括一电路板(61)和一透镜组(62)，该些发光二极管设置在该电路板(61) 上，该透镜组(62)覆盖在该电路板(61)的发光二极管上，且该透镜组(62)上设置有若干 突起空间(66)，用于容纳该保护元件。
5. 如权利要求1所述的具有开/短路保护功能的LED照明装置，其特征在于，每个光 源模块又包括一电路板(61)和一透光罩(64)，该些发光二极管设置在该电路板(61)上，该 些发光二极管上对应设置有若干透镜，该透光罩(64)罩住电路板(61)，包括该电路板(61) 上的该透镜和该保护元件。
6. 如权利要求1所述的具有开/短路保护功能的LED照明装置，其特征在于，其还包括 至少一个散热单元，其与该光源模块相连，用于将LED产生的热量散发到空气中。
7. —种照明电路，应用在一 LED照明装置中，该LED照明装置包括有至少二个光源模块 (42)，其特征在于，该照明电路包括至少二个LED组，其一一对应地设置在该光源模块中，且每个LED组之间彼此独立形成回路，且每个LED组又包括串联的多个发光二极管；一电源(43)，分别与该些LED组相连，用于分别为每个LED组提供恒流电； 多个保护元件，设置在该些光源模块(42)中，且其数量与该些发光二极管相对应，用于保证开路的发光二极管不会影响其它发光二极管的正常工作。
8. 如权利要求7所述的照明电路，其特征在于，该保护元件为齐纳二极管或晶闸管，且 一个反向齐纳二极管或一个反向晶闸管与一个发光二极管并联。
9. 一种照明电路，应用在一 LED照明装置中，该LED照明装置包括有一 LED整灯光源， 其特征在于，该照明电路包括至少二 LED组，其设置在该LED整灯光源内部，LED组之间彼此独立形成回路，其中，每 个LED组又包括串联的多个发光二极管；一电源(79)，其分别与该些LED组相连，用于为每个LED组单独提供恒流电。
10. 如权利要求9所述的照明电路，其特征在于，其还包括多个保护元件，其与该些发 光二极管一一对应并联，用于保证开路的发光二极管不会影响其它发光二极管的正常工 作。
全文摘要
本发明提出一种具有开/短路保护功能的LED照明装置及照明电路，其具有开/短路保护功能的LED照明装置，包括至少二个光源模块、至少二个LED组、电源和多个保护元件。LED组一一对应地设置在光源模块中，且每个LED组之间彼此独立形成回路，且每个LED组又包括串联的多个发光二极管。电源分别与LED组相连，用于分别为每个LED组提供恒流电。保护元件设置在光源模块中，且其数量与发光二极管相对应，用于保证开路的发光二极管不会影响其它发光二极管的正常工作。本发明可以延长LED照明装置的使用寿命，并降低LED照明装置的维护成本。
文档编号H05B37/02GK101776222SQ201010105238
公开日2010年7月14日 申请日期2010年2月3日 优先权日2010年2月3日
发明者傅少钦, 章子奇, 赵雅杰, 陈凯 申请人:浙江西子光电科技有限公司