近似单位功率因数、寿命长、成本低的LED灯改进系统及方法技术方案

本文所公开的各种实施例涉及低成本、高品质改进型LED(发光二极管)灯装置，其工作功率范围广，可取代传统照明装置，例如白炽灯、卤素灯、钠灯或荧光灯等。所公开的实施例包括各种LED灯改进装置，这些改进装置将七个交互系统(例如：LED、LED显示屏、电源接头、灯外壳、透镜/散光罩、输入/输出电线以及LED驱动器)的电子、机械及光学兼容性最大化。LED灯改进装置包括白炽灯、卤素灯、荧光灯和钠灯。这类改进型LED灯的驱动器包括单独的或组合的双级升压—隔离式回扫、单级升压、无光电耦合器隔离式回扫、单级单接地回扫、单级恒定断路时间升降压、单级单接地自供电升降压、伪双级升压—隔离式回扫、伪双级升压—非隔离式回扫、伪双级升压—COT升降压、伪双级升压—SG升降压、串联电路单片、并联电路单片、单单元正极负载压控限流开关(VCLCsw)、单单元负极负载压控限流开关(VCLCsw)、整体反馈串联单片电路、整体反馈并联单片电路、单片多条带、高可靠性串联单片电路、最少元器件串联单片电路、最少元器件并联单片电路、120Vac串联单片电路、简化串联单片电路、简化并联单片电路、单片二极管源反馈并联电路、运算放大器OPAM单片并联电路、二极管栅反馈单片并联电路、电阻器栅反馈单片并联电路、根据一个实施例、图腾柱反馈单片并联电路、单片8针直流芯片以及单片8针交流芯片。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】近似单位功率因数、寿命长、成本低的LED灯改进系统及方 法 相关申请的交叉引用 本申请要求于2011年12月16日提交的第61/576, 604号美国临时专利申请（专 利名称为NEARUNITYPOWERFACTORLONGLIFELOWCOSTLEDLAMPRETROFITSYSTEM ANDMETHOD）以及2012年10月5提交的第61/710, 286号美国临时专利申请（专利名 称为NEARUNITYPOWERFACTORLONGLIFELOWCOSTLEDLAMPRETROFITSYSTEMAND METHOD）的权利，上述专利申请的全部内容通过引用合并入本文。
本文所公开的各种实施例涉及低成本、高品质改进型LED(发光二极管）灯装置， 其工作功率范围广，可取代传统照明装置，例如白炽灯、卤素灯、钠灯或荧光灯等。 更具体而言，本文所公开的各种实施例涉及一种将七个交互系统的电子、机械以 及光学兼容性最大化的LED灯改进装置，七个交互系统，例如：LED、LED显示屏、电源接头、 灯外壳、透镜/散光罩、输入/输出电线以及LED驱动器。
技术介绍
2.简介 2. 1照明需求对比电能咨源 根据美国能源信息协会提供的有关美国商业建筑物的数据（2003年，商业建筑物 能耗调查，表E3,图4)，在总电能消耗中照明能耗占38%，分别大约是同行业接下来三大能 耗分支的三倍，例如供冷（13% )、通风（13% )以及制冷（12% )。 为提供这一能源，每年消耗几亿美元、数亿吨可燃烧的资源，与此同时生态学专家 对全球变暖以及绿色能源、绿色产品及节能降耗的必要性提出警告。 若照明能耗的总量及花费能够降低4至10倍，照明行业将不再是能耗大户，甚 至就国家层面而言，亦是如此。而且所节省的电能可以更高效或更经济地加以利用，满足该 行业内众多其他分支的迫切需求。 实现这一目标的解决方案已经存在：立即使用改进型LED灯取代所有现有的传统 灯，由于已经证实最新开发LED装置比白炽灯和卤素灯泡更加节能5至10倍，而且相比荧 光灯和钠灯，改进型LED灯为更可靠、更紧凑且污染更低的光源。 然而，由于几个下文将阐述的问题，尤其是与潜在可能的低成本、高品质改进型 LED灯理想装置有关的一些问题，正确完整地实施这些新的LED装置仍有待时日。 本文中公开的所有创新性解决方案的主要目的在于说明，通过将改进型LED灯包 含的各个组件的特性最大化，同时优化彼此之间的兼容性，单个高品质灯具可实现每单位 降低成本30 %至50 %，且具备最佳技术参数，例如：效率（Eff) >90 %，功率因数（PF) >0.99， 谐波失真（A.THD)〈10%，元器件数量更少，尺寸小、重量轻，可靠性高，最低使用寿命长达5 年。 2. 2传统灯具 全球市场现有的主要光源是白炽灯、卤素灯、钠灯、荧光灯和LED灯，相对彼此都 有其自身的优缺点。 2. 3白炽灯 白炽灯泡、白炽灯或白炽球泡灯（或传统的爱迪生灯泡）是一种电气装置，由通过 灯泡的电流将灯丝加热至足够高的温度直至发光，从而产生光。 白炽灯由四个主要组件构成：透镜-散光罩型玻璃外壳（或玻璃泡）、照明 灯丝、灯丝的供电接线系统以及电源接头（将灯丝与交流或直流电源连接）。 白炽灯的灯丝通常为钨丝，使用电流将其加热至白炽状态（接近熔点），允许光子 发射，通过称作爱迪生螺旋的标准灯头为其玻璃泡提供机械支持，同时实现灯泡与交流 电网的电气连接。 玻璃泡内空气被抽空（真空），可防止热的灯丝被氧化，通常可将其使用寿命延长 至大约1000小时。 玻璃外壳可以为任意大小或者形状，从直径四分之一英寸的透明球到十英寸的半 透明（半透明或者乳白色涂层）鸡蛋形状的气球。 灯丝的供电接线系统由两个或多个嵌在玻璃内的穿通接线柱或穿通线组成。某 些特殊的装置，例如三路灯泡，具有两根灯丝，基座上具有三个导电触点。这些灯丝 共用同一个接地点，可以单独或同时点亮。常用功率包括30-70-100W，50-100-150w及 100-200-300W，前两个数字指的是单根灯丝的功率，第三个数字指的是两根灯丝的结合功 率。 白炽灯的主要优点为：制造成本低，支持多种多样的形状、尺寸和广泛的交 流或直流电源电压范围（1.5v-30〇V)，具备理想的功率因数（PF= 1)，谐波失真较低 (尤1'册〈5%)，全方位（360°)发射自然光（类似于太阳光），紫外线暴露可忽略不计，与可 控硅调光器控制装置兼容，不存在危险废物材料（如铅、汞、镉）污染环境的风险。 这些优点使得这种爱迪生灯泡成为100多年来全球第一大电光源。 白炽灯的主要缺点为：与其他照明装置相比，白炽灯效率低（通常1.9-2.6%)，效 能低（通常每瓦特12-17流明），发生机械冲击或振动时十分脆弱且非常高温（100w时温度 高于 100°C)。 由于这些局限性和/或不足，在许多应用中这种白炽灯已经被其他各种电灯取 代，如卤素灯、钠灯、荧光灯、紧凑型荧光灯（CFL)和发光二极管（LED)。 一些管辖区，如欧盟，已通过法律禁止使用，强制采用更为节能的照明设备取代 白炽灯，从而逐步淘汰白炽灯的使用。(咨料来源:维某百科_ 白炽灯泡。） 2. 4卤素灯 卤素灯又称卤钨灯或石英碘灯，也是一种白炽灯，并非采用真空来延迟灯丝氧化， 而是添加少量的碘、溴等卤素，与钨丝结合，产生卤素循环的化学反应，将蒸发的钨再沉积 至灯丝上，以此延长其使用寿命，保证灯壳清亮。 与类似功率和寿命的标准充气灯相比，这一过程让卤素灯可以在更高的温度下工 作，产生更多的可见光。 卤素灯由与白炽灯相同的四大主要组件组成，另外玻璃壳内添加有卤素气体。 泛光卤素灯外部由灯壳遮盖，内部覆有银色涂层（反光杯），只朝一个方向聚焦光 线，约为120度角，光线经透明或乳白色前透镜/散光罩发射出去。 卤素灯的优点与白炽灯相似，但具有比白炽灯更高的效率（2. 6-3. 5% )和效能 (18-24流明/瓦特），另外，卤素灯的尺寸更小，功率范围更高，使其适用于高亮度投影机 和照明中更紧凑的光学系统，这让卤素灯成为酒店、剧院、赌场、飞机、船泊和汽车的首选光 源。 齒素灯的主要缺点也与白炽灯相似，此外，齒素灯产生更多的热量和紫外线辐射， 需要为玻璃外壳添加特殊涂层，为终端用户将这种辐射水平降低至非危险水平。 1999至2006年卤素灯用于时代广场水晶球。然而，自2007年起，这些卤素灯已 被LED灯取代。当水晶球落至底部时年份数字由卤素灯照亮，2009年落球仪式最后一次使 用卤素灯照明。时代广场网站上宣布2010年落球仪式的年份数字将使用LED灯。（资料 来源：维基百科-卤素灯。） 2. 5钠气灯 钠气灯是一种气体放电灯，采用低压钠（LPS)或高压钠（HPS)技术产生光。 低压钠灯（LPS)是目前为止最高效的光源，外层真空玻璃外壳包围内部放电管， 实现隔热，但其特殊的黄灯外观使其仅限应用于户外照明中，如路灯和停车场。 高压钠灯（HPS)具有更大的光谱范围，但效率比其他灯具更低。 钠气灯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双级升压隔离式回扫发光二极管LED驱动电路，包括：AC/DC转换器子电路，其包括通过滤波器与交流AC电源相连接的桥式整流器，AC/DC转换器子电路将在输入接收的AC电压转化成第一滤波电容器两端未经调节的直流DC电压，其中该第一滤波电容器具有一个不会显著影响该驱动电路的功率因数的选定值；升压转换器子电路，其包括输入，与AC/DC转换器子电路的输出可操作性相连，接收未经调节的DC电压，转换未经调节的直流DC电压并为第二滤波电容器两端提供预稳的DC电压，其中，第二滤波电容器具有一个选定值，用来保持输出上的低脉动DC电压；隔离式回扫转换器，其包括电源输入子电路，与升压转换器子电路的输出可操作地相连，接收第二滤波电容器两端的预稳DC电压，还包括低功率反馈输入，与隔离式光电耦合器装置的输出可操作地相连，隔离式回扫转换器将预稳DC电压转换成其输出上的恒压恒流DC电压；LED显示屏子电路，其包括输入，与隔离式回扫转换器子电路的输出可操作地相连，LED显示屏子电路通过至少一个恒流源器件为至少一个LED供电。该恒流源器件具有基准电压输入以及电压/电流感测和保护子电路，其与至少一个LED相连接，该LED显示屏子电路具有电压/电流误差感测输出；及恒压恒流控制子电路，与LED显示屏子电路可操作地相连，其包括基准电压，为至少一个恒流源器件和至少一个误差放大器的基准电压输入供电，恒压恒流控制子电路与隔离式回扫子电路的电压和电流输出以及电压/电流感测和保护子电路的输出可操作地相连，恒压恒流控制子电路的一个输出与隔离光电耦合器装置的输入相连，通过回扫子电路关闭反馈回路并确保为至少一个LED提供隔离的恒压恒流DC电源。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.16 US 61/576,604;2012.10.05 US 61/710,2861. 一种双级升压隔离式回扫发光二极管LED驱动电路，包括： AC/DC转换器子电路，其包括通过滤波器与交流AC电源相连接的桥式整流器，AC/DC转 换器子电路将在输入接收的AC电压转化成第一滤波电容器两端未经调节的直流DC电压， 其中该第一滤波电容器具有一个不会显著影响该驱动电路的功率因数的选定值； 升压转换器子电路，其包括输入，与AC/DC转换器子电路的输出可操作性相连，接收未 经调节的DC电压，转换未经调节的直流DC电压并为第二滤波电容器两端提供预稳的DC电 压，其中，第二滤波电容器具有一个选定值，用来保持输出上的低脉动DC电压； 隔离式回扫转换器，其包括电源输入子电路，与升压转换器子电路的输出可操作地相 连，接收第二滤波电容器两端的预稳DC电压，还包括低功率反馈输入，与隔离式光电耦合 器装置的输出可操作地相连，隔离式回扫转换器将预稳DC电压转换成其输出上的恒压恒 流DC电压； LED显示屏子电路，其包括输入，与隔离式回扫转换器子电路的输出可操作地相连，LED 显示屏子电路通过至少一个恒流源器件为至少一个LED供电。该恒流源器件具有基准电压 输入以及电压/电流感测和保护子电路，其与至少一个LED相连接，该LED显示屏子电路具 有电压/电流误差感测输出；及 恒压恒流控制子电路，与LED显示屏子电路可操作地相连，其包括基准电压，为至少一 个恒流源器件和至少一个误差放大器的基准电压输入供电，恒压恒流控制子电路与隔离式 回扫子电路的电压和电流输出以及电压/电流感测和保护子电路的输出可操作地相连，恒 压恒流控制子电路的一个输出与隔离光电耦合器装置的输入相连，通过回扫子电路关闭反 馈回路并确保为至少一个LED提供隔离的恒压恒流DC电源。2. 如权利要求1的LED驱动电路，包括LED驱动电路的电气线路系统，该电气线路系 统包括： 双线电路，将LED驱动电路与AC电源相连接； 双线电路，为至少一个LED供电； 四线电路，在反馈中确保为至少一个LED提供恒压恒流DC电源；及 双线电路，与至少一个LED驱动器电源线串联，通过从任何一个继电器和开关选择的 外部元件实现远程启动/停止操作。3. 如权利要求1或2的LED驱动电路，包括LED显示屏，该显示屏包括： LED板，其上容纳多个LED并使LED能够全方位发光； 其中LED板由导热金属制成，传输来自LED的热量；及 其中，LED板上涂覆隔离氧化层，容纳电路元件。4. 一种传统灯的改进型发光二极管LED灯装置，该装置包括： 根据权利要求1的双级升压隔离式回扫LED驱动电路； 根据权利要求2的LED驱动电路的电气线路系统； 根据权利要求3的LED显示屏； 多个LED，用于将从AC电源吸收的电能转换成光能； AC电源接头，与AC电源相连接；及 透镜，用于透射多个LED产生的光线。5. 如权利要求4的改进型LED灯装置，其中，构造LED灯用于改进白炽灯、卤素灯、荧光 灯、钠灯及其组合之中的一种传统灯。6. 如权利要求5的改进型LED灯装置，其中，多个LED为可调光LED。7. -种单级升压发光二极管LED驱动电路，包括： AC/DC转换器子电路，其包括通过滤波器与交流AC电源相连接的桥式整流器，AC/DC转 换器子电路将在输入接收的AC电压转化成第一滤波电容器两端未经调节的直流DC电压， 其中该第一滤波电容器具有一个不会显著影响该驱动电路的功率因数的选择值； 升压转换器子电路，其包括输入，与AC/DC转换器子电路的输出可操作性相连，接收未 经调节的DC电压，转换未经调节的DC电压并为第二滤波电容器两端提供预稳的DC电压， 其中，第二滤波电容器具有一个选定值，用来保持输出上的低脉动DC电压； 脉宽调制子电路，其包括输入，与升压转换器子电路可操作性相连，脉宽调制子电路与 电压斜升信号相连，以限制输出信号占空比处于预设限值之内； 软启动过电压控制子电路，其通过补偿电容器与脉宽调制子电路可操作地相连，以补 偿反馈电压； LED显示屏子电路，其包括输入，与脉宽调制子电路可操作地相连，LED显示屏子电路 通过至少一个恒流源器件为至少一个LED供电。该恒流源器件具有一个基准电压输入以及 一个电压/电流感测和保护子电路，其与至少一个LED相连接，该LED显示屏子电路具有一 个电压/电流误差感测输出；及 恒压恒流控制子电路，与LED显示屏子电路以及脉宽调制子电路可操作地相连，其中， 电压/电流感测和保护子电路向至少一个晶体管输出差分误差电压，晶体管配置为差分误 差放大器，与脉宽调制子电路相连，并且一个恒定电流与脉宽调制子电路相连，以便通过脉 宽调制子电路关闭反馈回路并确保为至少一个LED提供恒压恒流DC电源。8. 如权利要求7的LED驱动电路，包括LED驱动器电路的电气线路系统，该电气线路 系统包括： 双线电路，用于将LED驱动电路与AC电源相连接； 双线电路，用于为至少一个LED供电； 四线电路，用于在反馈中确保为至少一个LED提供恒压恒流DC电源；及 双线电路，与至少一个LED驱动器电源线串联，通过从任何一个继电器和开关选择的 外部元件实现远程启动/停止操作。9. 如权利要求7或8的LED驱动电路，包括LED显示屏，该显示屏包括： LED板，其上容纳多个LED并使LED能够全方位发光； 其中LED板由导热金属制成，传输来自LED的热量；及 其中，LED板上涂覆隔离氧化层，容纳电路元件。10. -种传统灯的改进型发光二极管LED灯装置，该装置包括： 根据权利要求7的单级升压LED驱动电路； 根据权利要求8的LED驱动电路的电气线路系统； 根据权利要求9的LED显示屏； 多个LED，用于将从AC电源吸收的电能转换成光能； AC电源接头，与AC电源相连接；及 透镜，用于透射多个LED产生的光线。11. 如权利要求10的改进型LED灯装置，其中，构造LED灯用于改进白炽灯、卤素灯、荧 光灯、钠灯及其组合之中的一种传统灯。12. 如权利要求11的改进型LED灯装置，其中，多个LED为可调光LED。13. -种无光电耦合器隔离式回扫发光二极管LED驱动器电路，包括： 三线圈回扫变压器，其包括初级线圈、小电流二级线圈和大电流二级线圈，初级线圈 接收来自DC电压源的直流DC输入电压，将DC输入电压与晶体管的漏极相连接，大电流二 级线圈一端接地，另一端与回扫二极管的正极相连接，其中，回扫二极管的负极与至少一个 LED相连接； 缓冲电路，与该变压器的初级线圈以及晶体管的漏极可操作地相连接，缓冲电路与DC 输入电压相连接； 脉宽调制子电路，其输出与晶体管的栅极相连接，其输入和感测电阻器相连接，感测电 阻器和晶体管的源极串联连接，其中脉宽调制子电路向晶体管的栅极传输脉宽调制驱动信 号，晶体管通过回扫变压器产生两种输出供电电压，一个大电流供电电压，经回扫二极管稳 压并经滤波电容器滤波，用于为至少一个LED供电；一个小电流反馈供电电压信号，经反馈 二极管稳压并通过电阻分压器网络和补偿电容器经由集成电容器整合至脉宽调制子电路 的反馈输入； 软启动过电压控制子电路，其通过补偿电容器与脉宽调制子电路可操作地相连，以补 偿反馈电压；及 电压跟随器电流反馈子电路，与脉宽调制子电路相连接，其中，电压跟随器电流反馈子 电路的控制输入与脉宽调制子电路的补偿输出相连接，并与软启动过电压控制子电路相连 接，电压跟随器电流反馈子电路的一个输入与反馈二极管的负极以及一个集成电容器相连 接，其中该反馈二极管的正极与小电流二级线圈的一端相连接。14. 如权利要求13的LED驱动电路，包括LED驱动电路的电气线路系统，该电气线路 系统包括： 双线电路，用于将LED驱动电路与AC电源相连接； 双线电路，用于为至少一个LED供电； 四线电路，用于在反馈中确保为至少一个LED提供恒压恒流DC电源；及 双线电路，与至少一个LED驱动器电源线串联，通过从任何一个继电器和开关选择的 外部元件实现远程启动/停止操作。15. 如权利要求13或14的LED驱动电路，包括LED显示屏，该显示屏包括： LED板，其上容纳多个LED并使LED能够全方位发光； 其中LED板由导热金属制成，传输来自LED的热量；及 其中，LED板上涂覆隔离氧化层，容纳电路元件。16. -种传统灯的改进型发光二极管LED灯装置，该装置包括： 根据权利要求13的无光电耦合器隔离式回扫LED驱动电路； 根据权利要求14的LED驱动电路的电气线路系统； 根据权利要求15的LED显示屏； 多个LED，用于将从AC电源吸收的电能转换成光能； AC电源接头，与AC电源相连接；及 透镜，用于透射多个LED产生的光线。17.如权利要求16的改进型LED灯装置，其中，构造LED灯用于改进白炽灯、卤素灯、荧 光灯、钠灯及其组合之中的一种传统灯。19. 如权利要求17的改进型LED灯装置，其中，多个LED为可调光LED。20. -种单级单接地回扫发光二极管LED驱动电路，包括： AC/DC转换器子电路，其包括通过滤波器与交流AC电源相连接的桥式整流器，AC/DC转 换器子电路将在输入接收的AC电压转化成第一滤波电容器两端未经调节的直流DC电压， 其中该第一滤波电容器具有一个不会显著影响该驱动电路的功率因数的选定值； 三线圈回扫变压器，其包括初级线圈、小电流二级线圈和大电流二级线圈，初级线圈接 收从第一滤波电容器至晶体管漏极的未经调节的DC电压，大电流二级线圈一端接地，另一 端通过回扫二极管与第二滤波电容器相连接，其中，回扫二极管的负极与至少一个LED相 连接； 缓冲电路，与该变压器的初级线圈以及晶体管的漏极可操作地相连接，缓冲电路与DC 输入电压相连接； 脉宽调制子电路，其一个输入通过限流电阻器与第一滤波电容器相连接，其输出与晶 体管的栅极相连接，其一个输入和感测电阻器相连接，感测电阻器和晶体管的源极串联连 接，其中脉宽调制子电路向晶体管的栅极传输脉宽调制驱动信号，晶体管通过回扫变压器 产生两种输出供电电压，一个大电流供电电压，经回扫二极管稳压并经第二滤波电容器滤 波，用于为至少一个LED供电；一个小电流反馈供电电压信号，经反馈二极管稳压并通过电 阻分压器网络和补偿电容器经由集成电容器整合至脉宽调制子电路的反馈输入； 软启动过电压控制子电路，其通过补偿电容器与脉宽调制子电路可操作地相连，以补 偿反馈电压；及 运算放大器，用于感测通过至少一个LED的电流，因此当通过至少一个LED的电流高于 预设限值时，运算放大器输出降低脉宽调制子电路的补偿输入端子上的电压值，以降低脉 宽调制驱动信号脉冲的占空比，直至通过至少一个LED的电流降至预设限值之内。21. 如权利要求20的LED驱动电路，包括LED驱动电路的电气线路系统，该电气线路 系统包括： 双线电路，用于将LED驱动电路与AC电源相连接； 双线电路，用于为至少一个LED供电； 四线电路，用于在反馈中确保为至少一个LED提供恒压恒流DC电源；及 双线电路，与至少一个LED驱动器电源线串联，通过从任何一个继电器和开关选择的 外部元件实现远程启动/停止操作。22. 如权利要求20或21的LED驱动电路，包括LED显示屏，该显示屏包括： LED板，其上容纳多个LED并使LED能够全方位发光； 其中LED板由导热金属制成，传输来自LED的热量；及 其中，LED板上涂覆隔离氧化层，容纳电路元件。23. -种传统灯的改进型发光二极管LED灯装置，该装置包括： 根据权利要求20的单级单接地回扫LED驱动电路； 根据权利要求21的LED驱动电路的电气线路系统； 根据权利要求22的LED显示屏； 多个LED，用于将从AC电源吸收的电能转换成光能； AC电源接头，与AC电源相连接；及 透镜，用于透射多个LED产生的光线。24. 如权利要求23的改进型LED灯装置，其中，构造LED灯用于改进白炽灯、卤素灯、荧 光灯、钠灯及其组合之中的一种传统灯。25. 如权利要求24的改进型LED灯装置，其中，多个LED为可调光LED。26. -种单级恒定断路时间升降压发光二极管LED驱动电路，包括： AC/DC转换器子电路，其包括通过滤波器与交流AC电源相连接的桥式整流器，AC/DC转 换器子电路将在输入接收的AC电压转化成滤波电容器两端未经调节的直流DC电压，其中 该滤波电容器具有一个不会显著影响该驱动电路的功率因数的选定值； 升降压转换器，其包括双线圈升降压变压器，双线圈升降压变压器包括初级线圈和次 级线圈，初级线圈一端与第一滤波电容器相连接，接收来自滤波电容器的未经调节的DC电 压，另一端与至少一个LED相连接并且还通过升降压电容器与晶体管的漏极相连接，次级 线圈一端接地，另一端与电源二极管的正极相连接； 脉宽调制子电路，其一个输入通过限流电阻器与第一滤波电容器相连接，其输出与晶 体管的栅极相连接，其另一个输入和感测电阻器相连接，感测电阻器和晶体管的源极串联 连接，其中脉宽调制子电路向晶体管的栅极传输脉宽调制驱动信号，晶体管通过升降压变 压器的初级线圈产生一个输出供电电压，用于为至少一个LED供电； 软启动过电压控制子电路，其通过补偿电容器与脉宽调制子电路可操作地相连，以补 偿反馈电压；及 晶体管，其作为开关连接于接地和脉宽调制子电路的振荡端子之间，其与振荡器定时 电容器并联，其中，该晶体管由脉宽调制驱动信号控制，因此，当脉宽调制驱动信号处于其 高态时，晶体管为振荡器定时电容器放电，迫使脉宽调制驱动信号获得恒定断路（off)时 间，不管其暂时的接通（on)时间如何。27. 如权利要求26的LED驱动电路，其包括填谷滤波器，填谷滤波器连接于滤波电容器 和接地之间。28. 如权利要求26或27的LED驱动电路，包括LED驱动电路的电气线路系统，该电气 线路系统包括： 双线电路，用于将LED驱动电路与AC电源相连接； 双线电路，用于为至少一个LED供电； 四线电路，用于在反馈中确保为至少一个LED提供恒压恒流DC电源；及 双线电路，与至少一个LED驱动器电源线串联，通过从任何一个继电器和开关选择的 外部元件实现远程启动/停止操作。29. 如权利要求26、27或28的LED驱动电路，包括LED显示屏，该显示屏包括： LED板，其上容纳多个LED并使LED能够全方位发光； 其中LED板由导热金属制成，传输来自LED的热量；及 其中，LED板上涂覆隔离氧化层，容纳电路元件。30. -种传统灯的改进型发光二极管LED灯装置，该装置包括： 根据权利要求26或27的单级恒定断路时间升降压LED驱动电路； 根据权利要求29的LED驱动电路的电气线路系统； 根据权利要求30的LED显示屏； 多个LED，用于将从AC电源吸收的电能转换成光能； AC电源接头，与AC电源相连接；及 透镜，用于透射多个LED产生的光线。31. 如权利要求30的改进型LED灯装置，其中，构造LED灯用于改进白炽灯、卤素灯、荧 光灯、钠灯及其组合之中的一种传统灯。32. 如权利要求31的改进型LED灯装置，其中，多个LED为可调光LED。33. -种单级单接地自供电升降压发光二极管LED驱动电路，包括： AC/DC转换器子电路，其包括通过滤波器与交流AC电源相连接的桥式整流器，AC/DC转 换器子电路将在输入接收的AC电压转化成滤波电容器两端未经调节的直流DC电压，其中 该滤波电容器具有一个不会显著影响该驱动电路的功率因数的选定值； 升降压转换器，其包括升降压型单电感，升降压型单电感包括一个线圈，线圈一端与滤 波电容器相连接，接收来自滤波电容器的未经调节的DC电压，另一端与晶体管的漏极相连 接并通过第一升降压二极管与第一升降压电容器相连接，其中第一升降压电容器与至少一 个LED以及第二升降压电容器和第二升降压二极管相连接，第二升降压二极管正极与滤波 电容器以及线圈的另一端相连接，第二升降压二极管负极与第一升降压电容器相连接； 脉宽调制子电路，其一个输入与第一滤波电容器相连接； 接地隔离变压器，其初级线圈与脉宽调制子电路的脉宽调制输出相连接，其次级线圈 与晶体管的栅极相连接，其中，次级线圈向晶体管的栅极施加脉宽调制驱动信号；及 软启动过电压控制子电路，其通过补偿电容器与脉宽调制子电路可操作地相连，以补 偿反馈电压； 其中，当脉宽调制子电路接收其所需要的电源电压并开始振荡时，晶体管的栅极从接 地隔离变压器的次级线圈接收脉宽调制信号并激活升降压型电感，升降压型电感通过升降 压二极管向升降压电容器提供DC电压。34. 如权利要求34的LED驱动器，其包括运算放大器，用于感测通过至少一个LED的电 流，因此当通过至少一个LED的电流高于预设限值时，运算放大器输出降低脉宽调制子电 路的补偿输入端子上的电压值，以降低脉宽调制驱动信号脉冲的占空比，直至通过至少一 个LED的电流降至预设限值之内。35. 如权利要求33或34的LED驱动电路，包括LED驱动电路的电气线路系统，该电气 线路系统包括： 双线电路，用于将LED驱动电路与AC电源相连接； 双线电路，用于为至少一个LED供电； 四线电路，用于在反馈中确保为至少一个LED提供恒压恒流DC电源；及 双线电路，与至少一个LED驱动器电源线串联，通过从任何一个继电器和开关选择的 外部元件实现远程启动/停止操作。36. 如权利要求33、34或35的LED驱动电路，包括LED显示屏，该显示屏包括： LED板，其上容纳多个LED并使LED能够全方位发光； 其中LED板由导热金属制成，传输来自LED的热量；及 其中，LED板上涂覆隔离氧化层，容纳电路元件。37. -种传统灯的改进型发光二极管LED灯装置，该装置包括： 根据权利要求33或34的单级单接地自供电升降压LED驱动电路； 根据权利要求35的LED驱动电路的电气线路系统； 根据权利要求36的LED显示屏； 多个LED，用于将从AC电源吸收的电能转换成光能； AC电源接头，与AC电源相连接；及 透镜，用于透射多个LED产生的光线。38. 如权利要求37的改进型LED灯装置，其中，构造LED灯用于改进白炽灯、卤素灯、荧 光灯、钠灯及其组合之中的一种传统灯。39. 如权利要求38的改进型LED灯装置，其中，多个LED为可调光LED。40. -种伪双级升压隔离式回扫发光二极管LED驱动电路，包括： AC/DC转换器子电路，其包括通过滤波器与交流AC电源相连接的桥式整流器，AC/DC转 换器子电路将在输入接收的AC电压转化成第一滤波电容器两端未经调节的直流DC电压， 其中该第一滤波电容器具有一个不会显著影响该驱动电路的功率因数的选定值； 升压转换器，其包括线圈，线圈一端与第一滤波电容器相连接，接收来自第一滤波电容 器的未经调节的DC电压，另一端与第一晶体管的漏极相连接，并通过升压二极管与第二滤 波电容器相连接； 三线圈回扫变压器，其包括初级线圈、小电流二级线圈和大电流二级线圈，初级线圈接 收来自第二滤波电容器的直流DC输入电压，将DC输入电压与第二晶体管的漏极相连接，大 电流二级线圈一端接地，另一端通过回扫二极管与第三滤波电容器相连接，其中，回扫二极 管的负极与至少一个LED相连接； 缓冲电路，与该变压器的初级线圈以及第二晶体管的漏极可操作地相连接，缓冲电路 与DC输入电压相连接； 脉宽调制子电路，其输出与第一及第二晶体管的栅极相连接，其输入和感测电阻器相 连接，感测电阻器和第二晶体管的源极串联连接，其中脉宽调制子电路向第一及第二晶体 管的栅极传输脉宽调制驱动信号，其中，第二晶体管通过回扫变压器产生两种输出供电电 压，一个大电流供电电压，经回扫二极管稳压并经第三滤波电容器滤波，用于为至少一个 LED供电；一个小电流反馈供电电压信号，经反馈二极管稳压并通过电阻分压器网络和补 偿电容器经由集成电容器整合至脉宽调制子电路的反馈输入； 软启动过电压控制子电路，其通过补偿电容器与脉宽调制子电路可操作地相连，以补 偿反馈电压；及 电压跟随器电流反馈子电路，与脉宽调制子电路相连接，其中，电压跟随器电流反馈子 电路的控制输入与脉宽调制子电路的补偿输出相连接，并与软启动过电压控制子电路相连 接，电压跟随器电流反馈子电路的一个输入与反馈二极管的负极以及一个集成电容器相连 接，其中该反馈二极管的正极与小电流二级线圈的一端相连接。41. 如权利要求40的LED驱动电路，包括LED驱动电路的电气线路系统，该电气线路 系统包括： 双线电路，用于将LED驱动电路与AC电源相连接； 双线电路，用于为至少一个LED供电； 四线电路，用于在反馈中确保为至少一个LED提供恒压恒流DC电源；及 双线电路，与至少一个LED驱动器电源线串联，通过从任何一个继电器和开关选择的 外部元件实现远程启动/停止操作。42. 如权利要求40或41的LED驱动电路，包括LED显示屏，该显示屏包括： LED板，其上容纳多个LED并使LED能够全方位发光； 其中LED板由导热金属制成，传输来自LED的热量；及 其中，LED板上涂覆隔离氧化层，容纳电路元件。43. -种传统灯的改进型发光二极管LED灯装置，该装置包括： 根据权利要求40的伪双级升压隔离式回扫LED驱动电路； 根据权利要求41的LED驱动电路的电气线路系统； 根据权利要求42的LED显示屏； 多个LED，用于将从AC电源吸收的电能转换成光能； AC电源接头，与AC电源相连接；及 透镜，用于透射多个LED产生的光线。44. 如权利要求43的改进型LED灯装置，其中，构造LED灯用于改进白炽灯、卤素灯、荧 光灯、钠灯及其组合之中的一种传统灯。45. 如权利要求44的改进型LED灯装置，其中，多个LED为可调光LED。46. -种伪双级升压非隔离式回扫发光二极管LED驱动电路，包括： AC/DC转换器子电路，其包括通过滤波器与交流AC电源相连接的桥式整流器，AC/DC转 换器子电路将在输入接收的AC电压转化成第一滤波电容器两端未经调节的直流DC电压， 其中该第一滤波电容器具有一个不会显著影响该驱动电路的功率因数的选定值； 升压转换器，其包括线圈，线圈一端与第一滤波电容器相连接，接收来自第一滤波电容 器的未经调节的DC电压，另一端通过第一升压二极管与第二滤波电容器相连接，并通过第 二升压二极管与晶体管的漏极相连接； 三线圈回扫变压器，其包括初级线圈、小电流二级线圈和大电流二级线圈，初级线圈接 收来自第二滤波电容器的直流DC输入电压，将DC输入电压与晶体管的漏极相连接，大电流 二级线圈一端接地，另一端通过回扫二极管与第三滤波电容器相连接，其中，回扫二极管的 负极与至少一个LED相连接； 缓冲电路，与该变压器的初级线圈以及第二晶体管的漏极可操作地相连接，缓冲电路 与DC输入电压相连接； 脉宽调制子电路，其输出与晶体管的栅极相连接，其输入和感测电阻器相连接，感测电 阻器和晶体管的源极串联连接，其中脉宽调制子电路向晶体管的栅极传输脉宽调制驱动信 号，其中，该晶体管通过回扫变压器产生两种输出供电电压，一个大电流供电电压，经回扫 二极管稳压并经第三滤波电容器滤波，用于为至少一个LED供电；一个小电流反馈供电电 压信号，经反馈二极管稳压并通过电阻分压器网络和补偿电容器经由集成电容器整合至脉 宽调制子电路的反馈输入； 软启动过电压控制子电路，其通过补偿电容器与脉宽调制子电路可操作地相连，以补 偿反馈电压；及 运算放大器，用于感测通过至少一个LED的电流，因此当通过至少一个LED的电流高于 预设限值时，运算放大器输出降低脉宽调制子电路的补偿输入端子上的电压值，以降低脉 宽调制驱动信号脉冲的占空比，直至通过至少一个LED的电流降至预设限值之内。47. 如权利要求46的LED驱动电路，包括LED驱动电路的电气线路系统，该电气线路 系统包括： 双线电路，用于将LED驱动电路与AC电源相连接； 双线电路，用于为至少一个LED供电； 四线电路，用于在反馈中确保为至少一个LED提供恒压恒流DC电源；及 双线电路，与至少一个LED驱动器电源线串联，通过从任何一个继电器和开关选择的 外部元件实现远程启动/停止操作。48. 如权利要求46或48的LED驱动电路，包括LED显示屏，该显示屏包括： LED板，其上容纳多个LED并使LED能够全方位发光； 其中LED板由导热金属制成，传输来自LED的热量；及 其中，LED板上涂覆隔离氧化层，容纳电路元件。49. 一种传统灯的改进型发光二极管LED灯装置，该装置包括： 根据权利要求46的伪双级升压非隔离式回扫LED驱动电路； 根据权利要求47的LED驱动电路的电气线路系统； 根据权利要求48的LED显示屏； 多个LED，用于将从AC电源吸收的电能转换成光能； AC电源接头，与AC电源相连接；及 透镜，用于透射多个LED产生的光线。50. 如权利要求46的改进型LED灯装置，其中，构造LED灯用于改进白炽灯、卤素灯、荧 光灯、钠灯及其组合之中的一种传统灯。51. 如权利要求50的改进型LED灯装置，其中，多个LED为可调光LED。52. -种伪双级升压恒定断路时间升降压发光二极管LED驱动电路，包括： AC/DC转换器子电路，...

【专利技术属性】
技术研发人员：本亚明·阿卡特里内依，
申请(专利权)人：替代照明科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US