本实用新型专利技术涉及一种无源LED照明恒流驱动装置，包括一个多层陶瓷电容阵列C1与一个铁芯电感L1，多层陶瓷电容阵列C1与铁芯电感L1串联接于所驱动的LED灯组与工频交流电源输入端之间；多层陶瓷电容阵列C1具有直流偏压效应，铁芯电感L1在额定最大电流时的端电压不低于额定电源电压有效值的20％。本实用新型专利技术具备成本低廉、可靠性高、寿命超长、耐雷能力强、具有自愈能力、可利用报废元件资源、可利用报废灯具镇流器、降低电网损耗、无电磁干扰、生产工艺简单环保、耐受电源电压波动能力强、便于闪烁或调光运行等优点。
【技术实现步骤摘要】
一种无源LED恒流驱动装置
本技术涉及一种LED驱动电路，特别涉及一种无源LED照明恒流驱动装置。
技术介绍
LED光源寿命长、光效高、能大范围调光，LED照明技术作为一种绿色照明技术有望取代传统的气体放电灯和白炽灯，为社会节约大量能源。LED是一种具有恒压特性的器件，采用市电供电时必须通过驱动电路，然而就现有技术的几种驱动电路而言，都存在一些缺点，使LED光源在照明领域的推广受到了影响，尤其在大功率户外或工矿照明领域，LED照明的市场占有率至今不到20％，多方面研究均表明，驱动电源的寿命可靠性瓶颈是制约其发展的最根本原因。现有技术中最常用的LED市电驱动电路主要有3种：第一种是阻容驱动电路，它利用电容器的容抗对市电交流电压降压限流，为所接的LED灯串提供一个相对稳定的电流，这种电路的优点是成本低、体积小，缺点也很明显，启动时冲击电流大，恒流特性不好，功率因数低，不能大功率化。第二种是线性恒流驱动电路，它利用恒流二极管类器件限定LED电流，优点是成本低、体积小，然而由于使用阻性元件作限流器件，效率低、发热大，不能发挥LED光源的节能优势，也难以大功率化。第三类是高频开关电源电路，这类电路控制方法、拓扑结构种类多样，优点是效率高、恒流特性好，然而这类电路结构复杂，元件数多达30-60个，防雷能力差，可靠性和使用寿命不佳，实际使用寿命仅2—4年，用于户内照明无问题，但用于大功率户外或工矿照明，由于恶劣的工作环境，用户普遍反映寿命短、早期失效率高。随着LED技术的飞速发展，目前LED照明的市场渗透率已近50％，大量传统白炽灯、节能灯被LED光源取代，然而在大功率户外照明领域，LED市场接受度普遍较低，传统的气体放电光源仍占主流地位，致使大功率户外照明领域节能进步缓慢，根本原因就是唯一适合大功率LED驱动的开关电源电路普遍可靠性低、寿命短、后期返修率高，即使现有技术对之已经做出了大量的改进，由于其不可改变的电路复杂性，其耐用性、可靠性至今未有根本性进步。为此，开发一种真正具备可靠性高、寿命长的大功率LED驱动电路，意义重大，本技术巧妙利用了多层陶瓷电容的偏压特性，用简单的无源电路方案实现了开关电源电路才能实现的恒流、宽输入电压、高功率因数、低谐波性能，同时还具备了现有技术所不具备的高可靠性、长寿命与低成本性能，弥补了现有技术的缺点，有望大幅提升大功率LED照明技术的性能与成本指标、提升LED在大功率户外照明领域的推广速度。
技术实现思路
本技术针对现有技术存在的问题，提供一种新型LED恒流驱动电路，能有效克服现有技术的短板，具备恒流效果好、可靠性高、寿命长、成本低、冲击电流小、功率因数高的突出优点。本技术的无源LED恒流驱动装置，包括包括一个多层陶瓷电容阵列C1与一个铁芯电感L1，所述多层陶瓷电容阵列C1与所述铁芯电感L1串联接于所驱动的LED灯组与工频交流电源输入端之间；所述多层陶瓷电容阵列C1由铁电特性陶瓷电容串并联组成，或包括铁电特性的陶瓷电容与其他类型电容器串并联复合组成；所述多层陶瓷电容阵列C1包括的铁电特性陶瓷电容具备负温度系数特性，其工频频率下的容抗在50-100℃温度范围内随温度升高而下降；所述铁芯电感L1在额定最大电流时的端电压不低于额定电源电压有效值的20％，所述多层陶瓷电容阵列C1整体的绝缘耐受电压不低于最高允许电源电压峰值；所述多层陶瓷电容阵列C1焊装于一个平面电路板或封装于长方体壳体内部，所述焊装多层陶瓷电容阵列C1的平面电路板或封装多层陶瓷电容阵列C1的长方体壳体的一个表面与所述铁芯电感L1铁芯的外部表面或绕组窗口内部表面贴合。铁芯电感L1可以具有磁饱和特性，其在额定最大电流时的阻抗值是其初始阻抗值的40—100％，其铁芯可设有不等距气隙，铁芯电感L1也包括气体放电灯阻抗型电感镇流器等组成。所驱动的LED灯组与工频交流电源之间可以接有整流桥D1，整流桥D1的交流侧与多层陶瓷电容阵列C1串联后接工频交流电源输入端，整流桥D1的直流侧与所驱动的LED灯组连接，铁芯电感L1串联于整流桥D1的直流侧或交流侧；整流桥D1的直流侧还可并联滤波电容器C2。所驱动的LED灯组与工频交流电源输入端之间可以接有工频变压器T，还可以串接有降压电容器C3。本技术可以包括一个过电压保护器R1，过电压保护器R1与多层陶瓷电容阵列C1并联；以及一个温度开关S，温度开关S与过电压保护器R1外表接触，并与工频交流电源输入端串联。本技术还可以包括一个过电流保护器F，过电流保护器F与工频交流电源输入端串联。本技术的有益效果在于：1.成本低廉：本技术巧妙利用了多层陶瓷电容偏压特性的缺点，化害为利，通过简单的方案将这一缺点改变成能自动恒流的自动控制电路，用极其简单的无源电路实现了LED的电流精确控制功能，避免了芯片、晶体管的等有源器件的使用，因此成本仅是现有技术开关电源恒流方案的几分之一。2.可靠性高：整个电路完全由电感、电容与整流桥等无源器件构成，元件数不到十个，避免使用芯片、晶体管的等有源控制器件，能有效提升产品稳定性，高温、潮湿等恶劣环境适应能力也大幅提高，在户外日晒雨淋、雷电冲击的恶劣环境下，其与生俱来的坚固耐用特性能带来极高的可靠性与长寿耐用性，实验证明其早期失效率可达千分之0.5以下，不到现有技术开关电源的十分之一。3.耐雷能力强：由于无源器件的雷电侵入波、大电流应力耐受能力远高于有源半导体器件，本技术的耐雷性能远高于现有技术开关电源，配合铁芯电感的特殊接法，本技术能达到现有技术几十倍的综合防雷性能，多雷地区使用的年累计故障率可低于千分之一。4.具备自愈能力：本技术的本质是采用自动变化阻抗的电容、电感串联电路直接控制交流电流来恒定LED电流，在最不利条件下，如果遇到陶瓷电容击穿、或电抗器内部短路、滤波电容干枯等问题，只要阻容元件参数选型合理，对于LED灯组也仅仅是控制电流的阻抗元件参数变化、电流控制能力下降，然而仍旧能维持发光照明，仅仅是亮度或频闪指标下降，可见本技术还具备巧妙的故障自愈能力，当主要元件击穿损坏后，灯组仍能发光照明，然而现有技术开关电源只要几十个元件损坏一个，整个灯往往立即熄灭失效，可见本技术具有极低的故障率，在高速公路、机场码头、矿山铁路等维修困难的高塔照明场合采用本技术，将能极大地降低维护维修成本。5.可利用报废元件资源：陶瓷电容常常因为偏压特性测试不达标而报废，而本技术就是利用陶瓷电容的这一劣势并化废为宝，本技术通过重新利用大量原本不合格无法出厂销售的废弃陶瓷电容，不但令自身的生产成本及其低廉，还利用了大量废弃元器件资源，尤其是使废弃陶瓷电容中的稀有金属资源不致浪费重复利用。6.可循环利用报废光源电器：近几年随着大量荧光灯的LED节能化改造，大量电感镇流器被废弃，而电感镇流器本身性能稳定、寿命极长，本技术的铁芯电感可直接利用气体放电灯的电感镇流器，这样，大量原本被废弃的电感镇流器可重复利用，不但节省了大量铁铜等有色金属资源、还能构成LE本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无源LED恒流驱动装置，其特征在于，它包括一个多层陶瓷电容阵列(C1)与一个铁芯电感(L1)，所述多层陶瓷电容阵列(C1)与所述铁芯电感(L1)串联接于所驱动的LED灯组与工频交流电源输入端之间；所述多层陶瓷电容阵列(C1)由铁电特性陶瓷电容串并联组成，或包括铁电特性的陶瓷电容与其他类型电容器串并联复合组成；所述多层陶瓷电容阵列(C1)包括的铁电特性陶瓷电容具备负温度系数特性，其工频频率下的容抗在50-100℃温度范围内随温度升高而下降；所述铁芯电感(L1)在额定最大电流时的端电压不低于额定电源电压有效值的20％，所述多层陶瓷电容阵列(C1)整体的绝缘耐受电压不低于最高允许电源电压峰值；所述多层陶瓷电容阵列(C1)焊装于一个平面电路板或封装于长方体壳体内部，所述焊装多层陶瓷电容阵列(C1)的平面电路板或封装多层陶瓷电容阵列(C1)的长方体壳体的一个表面与所述铁芯电感(L1)铁芯的外部表面或绕组窗口内部表面贴合。/n
【技术特征摘要】
1.一种无源LED恒流驱动装置，其特征在于，它包括一个多层陶瓷电容阵列(C1)与一个铁芯电感(L1)，所述多层陶瓷电容阵列(C1)与所述铁芯电感(L1)串联接于所驱动的LED灯组与工频交流电源输入端之间；所述多层陶瓷电容阵列(C1)由铁电特性陶瓷电容串并联组成，或包括铁电特性的陶瓷电容与其他类型电容器串并联复合组成；所述多层陶瓷电容阵列(C1)包括的铁电特性陶瓷电容具备负温度系数特性，其工频频率下的容抗在50-100℃温度范围内随温度升高而下降；所述铁芯电感(L1)在额定最大电流时的端电压不低于额定电源电压有效值的20％，所述多层陶瓷电容阵列(C1)整体的绝缘耐受电压不低于最高允许电源电压峰值；所述多层陶瓷电容阵列(C1)焊装于一个平面电路板或封装于长方体壳体内部，所述焊装多层陶瓷电容阵列(C1)的平面电路板或封装多层陶瓷电容阵列(C1)的长方体壳体的一个表面与所述铁芯电感(L1)铁芯的外部表面或绕组窗口内部表面贴合。
2.根据权利要求1所述的无源LED恒流驱动装置，其特征在于，所述铁芯电感(L1)具有磁饱和特性，其在额定最大电流时的阻抗值是其初始阻抗值的40—100％。
3.根据权利要求2所述的无源LED恒流驱动装置，其特征在于，所述铁芯电感(L1)的铁芯设有不等距气隙。
4.根据权利要求1所述的无源LED恒流驱动装置，其特征在于，所述铁芯电感(L1)包括气体放电灯阻...
【专利技术属性】
技术研发人员：滕超，周徐达，
申请(专利权)人：南京空乾光电科技有限公司，滕超，周徐达，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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