限流led光源模组的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种LED照明设备，尤其是一种限流LED光源模组。该模组包括一市电输入端，所述的市电输入端连接一交直流转换电路，所述的交直流转换电路输出端连接单级或多级三极管限流电路，所述的单级或多级三极管限流电路串接由一次串联的LED芯片组成的LED芯片组。本实用新型的限流LED光源模组通过多颗LED串联，并且通过单级或多级并联的三极管组成的限流电路吸收超过LED串联电压后的剩余电压，在提供恒流输出的同时，降低每个三极管的负载，减小器件的发热，同时降低对周边LED芯片的影响，提高了电路器件和发光器件的使用寿命。
【专利说明】限流LED光源模组【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种LED照明设备，尤其是一种限流LED光源模组。
【背景技术】
[0002]从LED光源模组驱动来看，LED驱动可以分为恒压驱动与恒流驱动。恒流驱动一般可以分为线性恒流与开关电源恒流。其中，线性恒流以电路结构简单，元器件数量少，在LED光源模组驱动中得到广泛采用，现有的线性恒流电路一般采用三种方式限流，1、阻容降压限流；2、单独电阻限流；3、单独恒流二极管。但是上述三种方式中，阻容降压限流存在体积大，电容耐压性较差的问题，使用稳定性不好，电容容易被击穿；单独电阻限流实在阻容降压电路基础上去掉电容，但是由于电阻只是单纯起到限流作用，无法对电流进行调节，而且其发热量大，容易是周边器件在高温环境下工作，一般都在110-120°C以上，降低了周边器件的使用寿命；单独恒流二极管限流电路则只能在直流条件下正常工作，不能在交流环境工作，而且二极管的耐压性能也比较差，依然存在使用的可靠性的问题。
【发明内容】
[0003]本实用新型提供一种在有效限流的同时，降低限流线路器件的负载，减小器件发热量的多级限流LED光源模组。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0005]本模组包括一市电输入端，所述的市电输入端连接一交直流转换电路，其特征在于:所述的交直流转换电路输出端连接单级或多级三极管限流电路，所述的单级或多级三极管限流电路串接由一次串联的LED芯片组成的LED芯片组，所述的每级三极管限流电路包括第一三极管和第二三极管，所述的第`一三极管的集电极和基极之间并联一分流电阻电路，所述的第一三极管的发射极连接第二三极管的基极，所述的第一三极管的基极连接第二三极管的集电极，所述的第二三极管的基极串联一分压电阻，第二三极管的基极与第三电阻的串联电路与第二三极管的发射极并联后输出。
[0006]优选地，所述的分流电阻电路是由第一电阻和第二电阻组成的并联电路。
[0007]优选地，所述的多级三极管限流电路之间相互并联形成多级并联三极管限流电路。
[0008]优选地，所述的多级并联三级管限流电路设于LED芯片组前端。
[0009]优选地，所述的多级并联三极管限流电路设于LED芯片组中段。
[0010]优选地，所述的多级并联三极管限流电路设于LED芯片组末端。
[0011]优选地，所述的多级三极管限流电路依次串联。
[0012]优选地，LED芯片组由多段间隔设于与串联的多级三极管限流电路之间的LED串组成。
[0013]优选地，所述的市电输入端与交直流转换电路之间设有防浪涌电路。
[0014]优选地，所述的交直流转换电路为一桥式整流电路。[0015]由于采用了上述方案，本实用新型的限流LED光源模组通过多颗LED串联，并且通过单级或多级并联的三极管组成的限流电路吸收超过LED串联电压后的剩余电压，在提供恒流输出的同时，降低每个三极管的负载，减小器件的发热，同时降低对周边LED芯片的影响，提高了电路器件和发光器件的使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1本实用新型第一实施例的电路结构示意图；
[0017]图2是本实用新型第一实施例的器件发热量曲线图；
[0018]图3是本实用新型第二实施例的电路结构示意图；
[0019]图4是本实用新型第三实施例的电路结构示意图；
[0020]图5是本实用新型第四实施例的电路结构示意图；
[0021]图6是本实用新型第四实施例的器件发热量曲线图；
[0022]图7是本实用新型第五实施例的电路结构示意图。
[0023]图中:市电输入端CN、交直流转换电路BR ；
[0024]多级三极管限流电路1、LED芯片组2 ;
[0025]第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3。
【具体实施方式】
[0026]如图1所示，本实用新型的第一实施例的提供了一单级三极管限流电路的限流LED光源模组,该模组包括一市电输入端，所述的市电输入端连接一交直流转换电路，所述的交直流转换电路输出端连接单级三极管限流电路，交直流转换电路的核芯器件的型号是MBlOS 1A/1000V MBS封装，第一三极管Ql所用器件的型号是D13003 1.5A/400V T0-252封装，第二三极管Q2所用器件的型号是2S9013 0.5A/40V S0T-23封装，第一电阻Rl和第二电阻R2的阻值是贴片电阻1206 11.2ΚΩ 5% 1/4W，第三电阻R3的阻值是贴片电阻120611 Ω 1% 1/4W。在电路工作中，当输入电压在交流220V的时候，交直流转换电路的核芯器件MBlOS把交流电转换成220V的直流，220V的直流加在由三极管组成的限流电路与LED光源模组串联电路的两端，LED光源模组两端的电压Vf=3.2VX60=192V，所用LED的驱动电流为50mA，三极管限流电路两端的电压VQ=220-VF=220-192=28V，第一电阻Rl和第二电阻R2并联后为第一三极管Ql提供基极电流Ib=VQ+R=28+ (11200 + 2) =5mA，第二三极管Q2利用电流流过第三电阻R3产生的压降导通VR3=IXR=0.05X11=0.55V，三极管理论上基极大于发射极0.7V就能导通，但实际上使用时只要0.5V就能导通了。第二三极管Q2的导通使得流入第一三极管Ql基极的电流减小，两者达到平衡而使电流输出稳定。所述的单级或多级单级三极管限流电路串接由一次串联的LED芯片组成的LED芯片组，所述的每级三极管限流电路包括第一三极管和第二三极管，所述的第一三极管的集电极和基极之间并联一分流电阻电路，所述的第一三极管的发射极连接第二三极管的基极，所述的第一三极管的基极连接第二三极管的集电极，所述的第二三极管的基极串联一分压电阻，第二三极管的基极与第三电阻的串联电路与第二三极管的发射极并联后输出。工作时，电路中各器件的发热量如图2所示。
[0027]本第一实施例的限流LED光源模组可以适用于限流负载较小的光源模组上，例如连接的LED芯片组串联的LED芯片的数量乘以单个LED芯片的额定电压与接入电压比较接近的情况下，可以稳定的使用，但是当限流负载较大时，三极管的发热量会提升，为了解决此类问题，本实用新型的实施例进一步提出以下实施例:
[0028]本实用新型的第二实施例提供了一种多级三极管限流电路相并联作为整体的限流电路，其电路结构如图3所示，包括一市电输入端，所述的市电输入端连接一交直流转换电路，所述的交直流转换电路输出端连接由多个单级三极管限流电路并联而成的多级并联三极管限流电路，交直流转换电路的核芯器件的型号是MBlOS 1A/1000V MBS封装，第一三极管Ql所用器件的型号是D13003 1.5A/400V T0-252封装，第二三极管Q2所用器件的型号是2S9013 0.5A/40V S0T-23封装，第一电阻Rl和第二电阻R2的阻值是贴片电阻1206
11.2ΚΩ 5% 1/4W，第三电阻R3的阻值是贴片电阻1206 32.4 Ω 1% 1/4W。在电路工作中，当输入电压在交流220V的时候，交直流转换电路的核芯器件MBlOS把交流电转换成220V的直流，220V的直流加在由三极管组成的限流电路与LED光源模组串联电路的两端，LED光源模组两端的电压Vf=3.2VX60=192V,所用LED的驱动电流为50mA，三极管限流电路两端的电压VQ=220-VF=220-192=28V，第一电阻Rl和第二电阻R2并联后为第一三极管Ql提供基极电流Ib=VQ + R=28+ (11200^2) =5mA,图中有三条限流支路，每路限流支路流过过的电流为50mA + 3 乂 16.7 mA，第二三极管Q2利用电流流过第三电阻R3产生的压降导通VR3=IXR=0.0167X32.4=0.54V，三极管理论上基极大于发射极0.7V就能导通，但实际上使用时只要0.5V就能导通了。第二三极管Q2的导通使得流入第一三极管Ql基极的电流减小，两者达到平衡而使电流输出稳定。所述的每个单级三极管限流电路分别包括第一三极管和第二三极管，所述的第一三极管的集电极和基极之间并联一分流电阻电路，所述的第一三极管的发射极连接第二三极管的基极，所述的第一三极管的基极连接第二三极管的集电极，所述的第二三极管的基极串联一分压电阻，第二三极管的基极与第三电阻的串联电路与第二三极管的发射极并联后输 出，多级并联三极管限流电路的输出端再连接串联的LED芯片组成的LED芯片组。
[0029]由于第二实施例中通过相互并联的多级三极管限流电路来实现限流的作用，可以根据负载大小的不同来设置并联的级数，使用更加灵活可靠，而且将多级三极管限流电路并联以后，各级三极管限流电路可以平均负载总电流，更进一步的减少各级三极管限流电路的负载，降低了各级三极管限流电路的器件发热量。
[0030]但是由于第二实施例中，多级并联三极管限流电路设置于串联的LED芯片组成的LED芯片组的前端，所以电流首先经过多级并联三极管限流电路，电流对多级并联三极管限流电路的器件，尤其是第一三极管的冲击较大，所以实际使用中，第一三极管应选用规格较闻的二极管。
[0031]为了降低对器件选型的要求，降低电路的成本，在第二实施例的基础上进一步提出第三实施例和第四实施例。
[0032]如图4所示，本实用新型的第三实施例在第二实施例的基础上，将多级并联三极管限流电路设置于串联的LED芯片组成的LED芯片组的中段，交直流转换电路的核芯器件的型号是MBlOS 1A/1000V MBS封装，第一三极管Ql所用器件的型号是D13003 1.5A/400VT0-252封装，第二三极管Q2所用器件的型号是2S9013 0.5A/40V S0T-23封装，第一电阻Rl和第二电阻R2的阻值是贴片电阻1206 11.2ΚΩ 5% 1/4W，第三电阻R3的阻值是贴片电阻1206 32.4 Ω 1% 1/4W。在电路工作中，当输入电压在交流220V的时候，交直流转换电路的核芯器件MBlOS把交流电转换成220V的直流，220V的直流加在LED模组串联电路I与三极管组成的限流电路与LED光源模组串联电路2的两端，LED光源模组两端的电压Vf=3.2VX (N1+N2) =3.2VX 60=192V，所用LED的驱动电流为50mA，三极管限流电路两端的电压VQ=220-VF=220-192=28V，第一电阻Rl和第二电阻R2并联后为第一三极管Ql提供基极电流Ib=VQ + R=28+ (11200^2) =5mA,图中有三条限流支路，每路限流支路流过过的电流为50mA + 3 乂 16.7 mA，第二三极管Q2利用电流流过第三电阻R3产生的压降导通VR3=IXR=0.0167X32.4=0.54V，三极管理论上基极大于发射极0.7V就能导通，但实际上使用时只要0.5V就能导通了。第二三极管Q2的导通使得流入第一三极管Ql基极的电流减小，两者达到平衡而使电流输出稳定。即由交直流转换电路输出后直接连接第一段串联的LED芯片，然后将第一段串联LED芯片连接到多级并联三极管限流电路的输入端，再在多级并联三极管限流电路的输出端连接第二段串联的LED芯片。
[0033]如图5所示，本实用新型的第四实施例在第二实施例的基础上，将多级并联三极管限流电路设置于串联的LED芯片组成的LED组的末端，及由交直流转换电路输出后直接连接到串联的LED芯片组成的LED芯片组，然后在连接多级并联三极管限流电路。交直流转换电路的核芯器件的型号是MBlOS 1A/1000V MBS封装，第一三极管Ql所用器件的型号是D13003 1.5A/400V T0-252封装，第二三极管Q2所用器件的型号是2S9013 0.5A/40VS0T-23封装，第一电阻Rl和第二电阻R2的阻值是贴片电阻1206 11.2ΚΩ 5% 1/4W，第三电阻R3的阻值是贴片电阻1206 32.4Ω 1% 1/4W。在电路工作中，当输入电压在交流220V的时候，交直流转换电路的核芯器件MBlOS把交流电转换成220V的直流，220V的直流加在LED模组串联电路I与三极管组成的限流电路与LED光源模组串联电路2的两端，LED光源模组两端的电压Vf=3.2VX60=192V，所用LED的驱动电流为50mA，三极管限流电路两端的电压VQ=220-VF=220-192=28V，第一电阻Rl和第二电阻R2并联后为第一三极管Ql提供基极电流Ib=VQ + R=28+ (11200^2) =5mA,图中有三条限流支路，每路限流支路流过过的电流为50mA + 3 乂 16.7 mA，第二三极管Q2利用电流流过第三电阻R3产生的压降导通VR3=IXR=0.0167X32.4=0.54V，三极管理论上基极大于发射极0.7V就能导通，但实际上使用时只要0.5V就能导通了。第二 三极管Q2的导通使得流入第一三极管Ql基极的电流减小，两者达到平衡而使电流输出稳定。
[0034]在上述的第三实施例和第四实施例中，将多级并联三极管限流电路后置到LED芯片组的中段和末端，使得电流由交直流转换电路输出后，先经过部分或整体的串联的LED芯片，再到达多级并联三极管限流电路，极大的降低了电流对多级并联三极管限流电路的冲击，降低了多级并联三极管限流电路中器件的负载，使得器件的选型更加广泛，降低了器件要求，也降低了电路成本，并且由此原理可以推出，第四实施例为最优实施例。图6是第四实施例在工作时各期间的发热情况曲线图，由图可知，
[0035]除上述第二实施例至第四实施例所提出的多级并联三极管限流电路以外，本实用新型的第五实施例还提出一种多级串联三极管限流电路:如图7所示，在第五实施例中，将所述的单级三极管限流电路依次串联；所述的每个单级三极管限流电路分别包括第一三极管和第二三极管，所述的第一三极管的集电极和基极之间并联一分流电阻电路，所述的第一三极管的发射极连接第二三极管的基极，所述的第一三极管的基极连接第二三极管的集电极，所述的第二三极管的基极串联一分压电阻，第二三极管的基极与第三电阻的串联电路与第二三极管的发射极并联后输出，多级并联三极管限流电路的输出端再连接串联的LED芯片组成的LED芯片组。LED芯片组由多段间隔设于与串联的多级三极管限流电路之间的LED串组成。工作时，通过多级串联三极管限流电路来分散负载总限流量，降低每一级三极管限流的负载，提高使用的可靠性，降低发热量，延长使用寿命。
[0036]另外，为了使本实用新型上述各个实施例中的限流LED光源模组能够抗浪涌，在上述各个实施例的市电输入端与交直流转换电路之间设有防浪涌电路，防浪涌电路包括一10D471K型防浪涌压敏电阻。
[0037]以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种限流LED光源模组,包括一市电输入端,所述的市电输入端连接一交直流转换电路，其特征在于:所述的交直流转换电路输出端连接单级或多级三极管限流电路，所述的单级或多级三极管限流电路串接由一次串联的LED芯片组成的LED芯片组，所述的每级三极管限流电路包括第一三极管和第二三极管，所述的第一三极管的集电极和基极之间并联一分流电阻电路，所述的第一三极管的发射极连接第二三极管的基极，所述的第一三极管的基极连接第二三极管的集电极，所述的第二三极管的基极串联一分压电阻，第二三极管的基极与第三电阻的串联电路与第二三极管的发射极并联后输出。
2.如权利要求1所述的限流LED光源模组，其特征在于:所述的分流电阻电路是由第一电阻和第二电阻组成的并联电路。
3.如权利要求2所述的限流LED光源模组，其特征在于:所述的多级三极管限流电路之间相互并联形成多级并联三极管限流电路。
4.如权利要求3所述的限流LED光源模组，其特征在于:所述的多级并联三级管限流电路设于LED芯片组前端。
5.如权利要求3所述的限流LED光源模组，其特征在于:所述的多级并联三极管限流电路设于LED芯片组中段。
6.如权利要求3所述的限流LED光源模组，其特征在于:所述的多级并联三极管限流电路设于LED芯片组末端。
7.如权利要求2所述的限流LED光源模组，其特征在于:所述的多级三极管限流电路依次串联。
8.如权利要求7所述的限流LED光源模组，其特征在于:LED芯片组由多段间隔设于与串联的多级三极管限流电路之间的LED串组成。
9.如权利要求2所述的限流LED光源模组，其特征在于:所述的市电输入端与交直流转换电路之间设有防浪涌电路。
10.如权利要求2所述的限流LED光源模组，其特征在于:所述的交直流转换电路为一桥式整流电路。
【文档编号】H05B37/02GK203387738SQ201320458357
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年7月30日 优先权日:2013年7月30日
【发明者】高向明 申请人:广州市九佛电器有限公司