一种LED灯及LED灯容错替代电路制造技术

本发明专利技术涉及LED照明领域，公开了一种LED灯及LED灯容错替代电路，当LED灯故障时，工作电流转移至第二开关电路及第二限流电路，并且当第一开关电路的门极电压达到电压阈值时，第一开关电路导通，工作电流转移至第一开关电路及第一限流电路，从而不影响到电路中其他未故障组件上的电压与电流，使其他未故障组件上的能耗不受影响。耗不受影响。耗不受影响。

【技术实现步骤摘要】
一种LED灯及LED灯容错替代电路


[0001]本专利技术涉及LED照明领域，具体涉及LED灯及LED灯容错替代电路。

技术介绍

[0002]目前，单颗LED光效较低，LED照明或显示装置多采用多颗LED灯串联的方式增加功率照度，并配备适合的恒流驱动电源。但是这种串联灯具存在一个缺点，即LED在长时间使用过程中，难免会有个别LED发生损坏，一般表现为开路，这将导致整串LED灯都不亮，这就影响了灯具的正常使用，特别是在警示灯、矿灯、应急灯等特殊用途的灯具中使用有很大的风险；在户外路灯照明应用中，LED灯串出现故障会导致照明变暗或无照明，会产生很大影响，甚至会造成安全事故。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供了一种LED灯及LED灯容错替代电路，以解决LED灯串中单颗或多颗LED出现故障而导致照明变暗或无照明的问题。
[0004]第一方面，本专利技术提供了一种LED灯容错替代电路，包括：第一限流电路、第二限流电路、第一开关电路及第二开关电路，其中，第一限流电路的第一端与LED灯的阳极连接，第一限流电路的第二端与第一开关电路的第一端连接；第一开关电路的第二端与LED灯的阴极连接；第二开关电路的第一端与第一限流电路的第一端或者第一限流电路的第二端连接，第二开关电路的第二端与第一开关电路的控制端、第二限流电路的第一端连接；第二限流电路的第二端与第一开关电路的第二端连接；当LED灯故障时，工作电流转移至第二开关电路及第二限流电路，并且当第一开关电路的门极电压达到电压阈值时，第一开关电路导通，工作电流转移至第一开关电路及第一限流电路。
[0005]本专利技术的LED灯容错替代电路，当LED灯故障时，工作电流转移至第二开关电路及第二限流电路，并且当第一开关电路的门极电压达到电压阈值时，第一开关电路导通，工作电流转移至第一开关电路及第一限流电路，从而不影响到电路中其他未故障组件上的电压与电流，使其他未故障组件上的能耗不受影响。
[0006]在一种可选的实施方式中，第一限流电路包括：第一限流电阻。
[0007]在一种可选的实施方式中，第二限流电路包括：第二限流电阻。
[0008]在一种可选的实施方式中，第一开关电路包括：可控硅整流器；可控硅整流器的阳极与第一限流电路的第二端连接，可控硅整流器的阴极与LED灯的阴极连接，可控硅整流器的门极与第二开关电路的第二端连接。
[0009]在一种可选的实施方式中，第二开关电路包括：齐纳二极管；齐纳二极管的阴极与第一限流电路的第一端或者第一限流电路的第二端连接，齐纳二极管的阳极与第一开关电路的控制端、第二限流电路的第一端连接。
[0010]在一种可选的实施方式中，当齐纳二极管的阴极与第一限流电路的第一端连接时，齐纳二极管的崩溃电压大于LED灯的最大容许电压。
[0011]在一种可选的实施方式中，当齐纳二极管的阴极与第一限流电路的第二端连接时，齐纳二极管的崩溃电压大于LED灯在额定工作电流时的顺向工作电压；第一限流电阻的阻值计算公式为：
[0012][0013]其中，R1为第一限流电阻的阻值；VSET为第一开关电路导通时，第一电阻电压与第一开关电路的短路电压之和；Von为第一开关电路的短路电压；ISET为LED灯在额定工作电流时的顺向工作电压下的电流。
[0014]第二方面，本专利技术提供一种LED系统，包括：第三限流电路、至少一个LED灯及第一方面的LED灯容错替代电路，其中，每个LED灯与一个容错替代电路并联连接后构成LED灯串；LED灯串的第一端与电压源的第一端连接，LED灯串的第二端通过第三限流电路与电压源的第二端连接。
[0015]本专利技术中，当LED系统中的某一颗LED灯开路故障时，故障LED灯对应的容错替代电路可作为一旁路电流路径。其中，容错替代电路上的电压与电流，可以等于故障LED灯故障前的电压与电流，因而在电路中的LED灯故障后，以容错替代电路替代，可完全不影响整个电路中的其他未故障部分的电流及电压。
[0016]在一种可选的实施方式中，第三限流电路包括：第三限流电阻。
[0017]在一种可选的实施方式中，第三限流电路包括：第四限流电阻、感测电阻、第一可控开关及第二可控开关，其中，第一可控开关的第一端与第四限流电阻的第一端、LED灯串的第二端连接，第一可控开关的第二端与第二可控开关的控制端、感测电阻的第一端连接，第一可控开关的控制端与第四限流电阻的第二端、第二可控开关的第一端连接；第二可控开关的第二端、感测电阻的第二端与电压源的第二端连接。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1(a)及图1(b)均是根据本专利技术实施例的LED灯容错替代电路的结构图；
[0020]图2(a)及图2(b)均是根据本专利技术实施例的LED灯容错替代电路的具体电路结构图；
[0021]图3是根据本专利技术实施例的图2(a)中LED灯故障时工作电流分流示意图；
[0022]图4是根据本专利技术实施例的图2(b)中LED灯故障时容错替代电路等效电路图；
[0023]图5是根据本专利技术实施例的容错替代电路的电压
‑
电流特性曲线图；
[0024]图6均是根据本专利技术实施例的LED系统的结构图；
[0025]图7(a)及图7(b)均是根据本专利技术实施例的LED系统的具体电路结构图；
[0026]图8及图9分别是根据本专利技术实施例的图7(a)中LED灯正常及故障时工作电流流向示意图；
[0027]图10及图11分别是根据本专利技术实施例的图7(b)中LED灯正常及故障时工作电流流
向示意图；
[0028]图12是根据本专利技术实施例的图7(b)中LED灯故障时LED系统的电流及电压波形图。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]LED灯使用时，需在LED上施加顺向电流，且LED灯的V
‑
I特性呈指数关系。而且，在LED上施加的顺向电压低于一临限值时，LED灯不发光。此外，因为LED灯的发光强度与流经LED灯的工作电流大小成正比，所以过小的LED灯工作电流，将不利于亮度的提供与成本的降低。其次，在额定工作电流操作的LED效率高。所以，为了获得较高的LED灯操作效率，流过LED灯的工作电流，常被希望接近其额定值。但在已接近额定工作电流流过LED灯的状况下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LED灯容错替代电路，其特征在于，包括：第一限流电路、第二限流电路、第一开关电路及第二开关电路，其中，所述第一限流电路的第一端与LED灯的阳极连接，所述第一限流电路的第二端与所述第一开关电路的第一端连接；所述第一开关电路的第二端与所述LED灯的阴极连接；所述第二开关电路的第一端与所述第一限流电路的第一端或者所述第一限流电路的第二端连接，所述第二开关电路的第二端与所述第一开关电路的控制端、所述第二限流电路的第一端连接；所述第二限流电路的第二端与所述第一开关电路的第二端连接；当LED灯故障时，工作电流转移至所述第二开关电路及所述第二限流电路，并且当所述第一开关电路的门极电压达到电压阈值时，所述第一开关电路导通，工作电流转移至所述第一开关电路及所述第一限流电路。2.根据权利要求1所述的LED灯容错替代电路，其特征在于，所述第一限流电路包括：第一限流电阻。3.根据权利要求1所述的LED灯容错替代电路，其特征在于，所述第二限流电路包括：第二限流电阻。4.根据权利要求2所述的LED灯容错替代电路，其特征在于，所述第一开关电路包括：可控硅整流器；所述可控硅整流器的阳极与所述第一限流电路的第二端连接，所述可控硅整流器的阴极与LED灯的阴极连接，所述可控硅整流器的门极与所述第二开关电路的第二端连接。5.根据权利要求4所述的LED灯容错替代电路，其特征在于，所述第二开关电路包括：齐纳二极管；所述齐纳二极管的阴极与所述第一限流电路的第一端或者所述第一限流电路的第二端连接，所述齐纳二极管的阳极与所述第一开关电路的控制端、所述第二限流电路的第一端连接。6.根据权利要求5所述的LED灯容错替代电路，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨子庆，
申请(专利权)人：苏州浪潮智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：