本发明专利技术涉及一种用于电气照的LED节能灯电路，由至少一条LED串并联而成，其特征是LED串由数级LED环节串联而成，每级LED环节由不少于一颗LED与稳压二极管并联而成，LED与LED的方向相同，稳压二极管的稳压电压Uw大于本LED环节中各LED正向工作压降之和，每串LED串的LED总数量S≥0.5×V/Uf，既能提高电源使用效率，又能够把LED断路造成的故障限制在最小的范围内，只会让断路相关的LED熄灭，不会造成整条LED串同时瘫痪。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种LED节能灯电路，具体讲是一种电气照明灯电路。
技术介绍
第一个商用的发光二极管产生于1960年，发光二极管简称为LED。LED的核心部分是由P型半导体和η型半导体组成的晶片，在P型半导体和η型半导体之间有一个过渡层，称为ρ-η结。在某些半导体材料的PN结中，当它处于正向工作状态时，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能，不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同，半导体晶体就发出从紫外到红外不 同颜色的光线，当电子和空穴复合时释放出能量越多，则发出的光的波长越短。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。由镓(Ga)与砷(AS)、磷(P)的化合物制成的二极管，是常用的LED，如磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。LED是一种低电压低电流高效发光的二极管器件，正向工作电压是LED工作的一个重要参数，不同颜色的LED的正向工作电压值也不一样，它的工作电压1. 4 3V ; 正向电流是LED的另一个重要工作参数，调制LED的电流强弱可以方便地调制发光的强弱。LED的正向伏安特性曲线很陡，作为一种半导体二极管，其过载性能很差，使用时必须限流以控制通过管子的电流，超过它的最大容许电流就会损坏LED，不同种类的LED的最大正向电流是不一样的，亮度与电流不是线性关系，电流大到一定值时，亮度变化不大，有的工作电流仅零点几毫安即可发光，我们常用的直径5mm的LED的最大正向电流一般都是25mA，通常情况下选择电流在3-20mA ;大功率LED的工作电流可以达到500mA甚至更高。但任何情况下都要保证不能超过LED的最大容许电流。LED的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以与小白炽灯泡和氖灯相比，LED抗冲击和抗震性能好，可靠性高，寿命长； 最初LED用作仪器仪表的指示光源，在许多电子设备中用作信号显示器，用7条条状的发光管组成7段式半导体数码管可显示O 9十个数目字等。后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用，产生了很好的经济效益和社会效益。以12英寸的红色交通信号灯为例，在美国本来是采用140瓦白炽灯作为光源，它产生2000流明的白光。经红色滤光片后，光损失90%，只剩下200流明的红光。而在新设计的灯中，Lumileds公司采用了 18个红色LED光源,包括电路损失在内，共耗电14瓦，只有原来耗电量的10%即可产生同样的光效。汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域。把LED作为光源用于照明具有以下优点1、耗电量少光效为751m/w的LED较同等亮度的白炽灯耗电量减少80%以上；2、寿命长产品寿命长达5万小时，24小时连续点亮可用7年；3、纳秒级的响应速度，使亮度和色彩的动态控制变得容易可实现色彩动态变化和数字化控制；4、设计空间大可实现与建筑的有机融合，达到只见光不见灯的效果；5、环保无有害金属汞，无红外线和紫外线辐射；6、颜色不同波长产生不同彩色光，鲜艳饱和，无需滤光镜，可用红绿蓝三原色控制后形成各种不同的颜色，可实现全彩渐变等各种变色效果。LED从诞生至今以每10年亮度提高30倍，价格下降10倍的定律快速发展，正在突破大功率、高光效、低成本三大瓶颈，不断驶入商用化的快车道。大功率高亮度白光LED目前实验室里已经达到1001m/w的水平,接近601m/w的大功率白光LED已进入商业化。在单色光方面，红光、黄光、蓝光、绿光的光效也不断被刷新记录。目前，LED用于照明或灯饰成为发展趋势。在这众多的优势面前，作为一种节能高效的发光用品，为什么LED灯没有成为大众家室中主流的照明灯具，没有成为城市街道的夜间照明灯具，也没有成为广泛行驶在城市乡间道路上车辆夜间的照明灯具，没有作为冲在科技前列的后起之秀去占领照明市场呢？ 问题的关键正出在LED的低电压低电流高效率上。LED工作的低电压低电流并不容易烧断LED，LED的主要故障是由于温度上升引起保护内部芯线的封装LED的环氧树脂膨胀，把连接LED的引线拉断造成LED断路故障。而一个LED出了断路故障，整个LED串就不亮了。以我国电网为例，一个LED的电压只有I 3V，市电电压的有效值为 220V，整流后的幅值超过300V，实验证明，这个电压可以点亮115只LED甚至更多；如果把100多只LED串联着接在电网上使用，只要其中一只LED断路损坏，这整串LED灯就损坏不再亮了，一个长寿命的LED串联上百个就成为了一个短命的LED串，数理统计理论表明其工作寿命按照指数率降低，串联的LED越多，寿命下降得越快。有的LED灯采用变压器降压或开关电源供电，把较高的市电电压降低为低压后整流成低压直流电压给LED供电，这样，每个LED串的长度就可以大大缩短了，但一个简单的LED灯就变成了一个结构复杂的系统，简单的问题复杂化从来不是解决问题之道，变压器降压及用开关电源，体积大，成本高，不便安装；而且它的故障率、电源使用效率都无法保障。在中国知识产权局专利网上作专利检索，输入“LED”关键词就能查到有一万一千多项专利技术专利，二万六千多项技术专利，一万三千多项外观设计专利，在技术科技工作者的眼中不可谓不是一个大热门，节能降耗是我们这个时代的主旋律，毫无疑问，采用LED照明无疑会大大降低照明电耗，代表着照明电器的发展方向。在民间市场上各种各样的LED灯具也是琳琅满目，百姓家中多有5V、12V等电压级别的低压直流LED灯，甚至利用多余的手机电池充电的LED灯饰产品；但不管从哪个角度看，LED灯在人们的生活中只是充当了一个配角的角色，而且是一个完全不显眼的小配角角色，因为有两大主要问题还没有从根本上得到解决，一个问题是LED的高可靠性用在高电压的市电网络上时，LED灯就变成了短命灯，它的可靠性还赶不上常用的普通灯具；另一个问题是LED作为一种节能灯，它的效能并没有充分利用电能转化为亮度，节电的效果并没有充分显现出来，很大部分电能白白浪费在了电路上了。本专利技术旨在于提供一种既能提高电源使用效率，又能够把LED断路造成的故障限制在最小的范围内，只会让断路相关的LED熄灭，不会造成整条LED串同时瘫痪。本专利技术是这样构成的 一种由至少一条LED、稳压二极管组成的LED串并联而成的LED灯，其特征是LED串由数级LED环节串联而成，每级LED环节由不少于一颗LED与稳压二极管并联而成，LED与LED的方向相同，稳压二极管的稳压电压Uw大于本LED环节中各LED正向工作压降之和，每串LED串的LED总数量S由下式决定S 彡 O. 5XV/Uf 式中V——LED串所在电路的电压幅值； Uf——LED的平均正向工作压降。 说明稳压二极管是二极管的特殊使用，其实质就是具有特殊反向电压的二极管的反 向应用器件；它稳压的方向与其它二极管是相反的，二极管的稳压作用是通过二极管的PN结反向击穿后使其两端电压变化很小，基本维持一个恒定值。因此在以上电路中，每级LED环节中并联的稳压二极管用其它二极管与LED反向并联的原理是类似的，也会取得类似的效果，但要注意二极管的反向击穿电压要大于LED的正向压本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种由至少一条LED串并联而成的LED灯，其特征是LED串由数级LED环节串联而成，每级LED环节由不少于一颗LED与稳压二极管并联而成，LED与LED的方向相同，稳压二极管的稳压电压Uw大于本LED环节中各LED正向工作压降之和，每串LED串的LED总数量S由下式决定：S≥0.5×V/Uf式中：V——LED串所在电路的电压幅值；????????Uf——LED的平均正向工作压降。
【技术特征摘要】
1.一种由至少一条LED串并联而成的LED灯，其特征是LED串由数级LED环节串联而成，每级LED环节由不少于一颗LED与稳压二极管并联而成，LED与LED的方向相同，稳压二极管的稳压电压U...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘维奇，
申请(专利权)人：刘维奇，
类型：发明
国别省市：
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