基于全桥结构PTC稳流无驱动LED照明光源制造技术

基于全桥结构PTC稳流无驱动LED照明光源，电网照明交流市电通过电源线与全桥式LED组合模块连接，全桥式LED组合模块包括PTC电阻器、碳膜式电阻器和全桥式连接LED芯片，PTC电阻器和碳膜式电阻器并联，并联的PTC电阻器和碳膜式电阻器与全桥式连接LED芯片串联。本实用新型专利技术的有益效果在于：去除LED负载前所有的驱动电路，将LED芯片的组合方式变为全桥式拓扑结构，利用LED单向导电特性，将桥式整流的输出端正负极直接短接；在全桥式LED组合模块上分别串联4个并联的PTC正温度系数的热敏电阻器和分流电阻器，使无驱动桥接LED模块具有节电性好、效能高、结构简单、结构紧凑体积小、占用整灯的成本低等特点。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于全桥结构PTC稳流无驱动LED照明光源，尤其是涉及一种基于PTC稳流的桥接组合LED模块。
技术介绍
LED照明灯使用的光源模块或颗粒，目前技术应用最广泛的就是使用恒流驱动源。 这种恒流源装置，根据负载LED的串并联组合方式和电流功率的要求，选择适当的恒流源前端，包括整流滤波电路和恒流源的稳流参数、驱动功率管的大小以及隔离或非隔离拓扑结构等设计而成，虽然能解决LED负载的需要，但结构过于复杂，元器件多，体积大，对于小功率(8W以下)还要考虑小小的灯头空间是否装得下这个电路装置。虽然有的技术试图甩掉恒流驱动源，直接使用LED单向导电的特性，却局限于低交流电压(30V以下)。这种电路采用的是阻容降压限流的方式使市电和LED组合共同承担市电压降，由于阻容降压的限流局限性，只能用于特小功率(1W以下)的LED串并联的驱动， 且由于在市电频率(50Hz)下0. 02S内只有一半的LED点燃，效率很低；这种阻容降压所用电容器，只能是BBC电容器，体积庞大，一般常用灯头如E14、E24、、E26、E27等的灯头空间容纳不下。目前，三星公司推出一种AC市电直接驱动的LED模块，但由于采用全串连方式封装，半桥拓扑结构，串连的LED颗粒太多(市电电压/LED单颗承受电压)，由于LED颗粒的离散性，串连路上，有一颗性能变坏或损坏，将导致整个封装模块失效。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于提供一种节电、能耗少、效能高、成本低的基于全桥结构PTC稳流无驱动LED照明光源。基于全桥结构PTC稳流无驱动LED照明光源，包括全桥式LED组合模块，电网照明交流市电通过电源线与全桥式LED组合模块连接，所述的全桥式LED组合模块包括PTC电阻器、碳膜式电阻器和全桥式连接LED芯片，PTC电阻器和碳膜式电阻器并联，并联的PTC电阻器和碳膜式电阻器与全桥式连接LED芯片串联。优选地，所述LED芯片的数量为110-120PCS。优选地，所述LED芯片的拓扑结构为全桥式结构。优选地，所述PTC电阻器为正温度系数的PTC电阻器。优选地，所述碳膜式电阻器的功率为0. 125-0. 25W。优选地，所述碳膜电阻器的阻值为1Κ-3ΚΩ。本技术一种无驱动桥接LED模块的有益效果在于去除LED负载前所有的驱动电路，同时将LED芯片的组合方式成全桥式拓扑结构，利用LED单向导电的特性，将桥式整流的输出端正负极直接短接；在全桥式LED组合模块上分别在4个臂上串联相同参数的并联起来的PTC正温度系数的热敏电阻器和分流电阻器，使无驱动桥接LED模块具有节电性好，能耗少，效能高、结构简单、结构紧凑体积小、占用整灯的成本低等特点。附图说明图1为本技术的电路原理图。电网照明交流市电通过电源线直接与全桥式 LED组合模块连接，所述的全桥式LED组合模块包括PTC电阻器、碳膜式电阻器和全桥式连接LED芯片110-120PCS，所述的PTC电阻器、碳膜式电阻器并联，并联的PTC电阻器、碳膜式电阻器与由LED芯片桥式连接和封装的模块分别与桥式结构的4个臂串联；图2为本技术的V-I关系图3为本技术的V — W关系图；图4为本技术的V — PF关系图。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术作进一步详细的说明，但并不是对本技术保护范围的限制，其保护范围是任何照明电网的输入电压，包括110V、120V、125V、150V等。实施例1如图1所示，基于全桥结构PTC稳流无驱动LED照明光源，包括LED芯片的全桥式组合，电网照明交流市电通过电源线直接与全桥式LED组合模块连接，所述的全桥式LED组合模块包括PTC电阻器、碳膜式电阻器和全桥式连接LED芯片110-120PCS，所述的PTC电阻器、碳膜式电阻器并联，并联的PTC电阻器、碳膜式电阻器与由LED芯片桥式连接和封装的模块分别与桥式结构的4个臂串联。优选地，所述LED芯片的拓扑结构为全桥式结构，采用甩掉LED负载前所有的驱动电路，同时将LED的组合方式设计成全桥式组合，利用LED单向导电的特性，将桥式整流的输出端直接短接；在全桥LED组合的四个臂上分别并联四组相同参数的PTC正温度系数的热敏电阻和分流电阻，见附件1《本专利技术的电原理图》。优选地，所述的电网照明交流市电直接采用照明市电正弦交流电，实际上是将正弦交流电分解为两列脉动直流，克服了传统的恒流供电的缺陷。要取得同样的LED发光亮度，用脉冲电流的形式来驱动，比用恒流驱动时LED结温下降约5° C左右。降低了结温，实际上是减少了 LED的光衰，也就延长了 LED的寿命。优选地，所述的PTC电阻器为正温度系数的热敏电阻器。由于PTC的零功率电阻特性，在全桥结构LED拓扑电路的四个臂上分别串联一只上述型号的PTC器件，不会增加整个电路的功率负担，而与之并联的普通廉价碳膜电阻器阻值远远大于PTC的常温电阻器， 相当于开路。优选地，所述的电阻器为普通小功率碳膜电阻器。优选地，所述碳膜电阻器的阻值为1Κ-3ΚΩ。实施例2按上述电原理图制作的LED灯试验数据如附表1。如图2所示，本电路采用的两种LED器件(SMD3528和Φ5-3. 3V/20mA)，在输入电压由165V - 195V阶段，全电路的电流上升较快，但在195V — 245V阶段，整个电路的变化趋于平稳状态，且保持在LED器件的工作电流220mA左右，这表明PTC桥接电路起到了理想的稳流作用，从而保护了 LED的光衰指标，而195V - 245V正好是市电(220V)的范围。实施例3如图3所示，随着输入电压的升高，整个电路的功率增大，但在190V - 230V区间， 整个电路的功率趋于平稳，这表明在市电15%波动区间LED热耗散趋于稳定。尤其是本电路的试验数据是在不加任何辅助散热措施的状态下测得，这为LED照明光源的散热系统的设计和制造提供了可靠的精确的支撑和保障。实施例4如图4所示，随着输入电压的增大，电路的功率因数(PF)很快向上爬升，这说明电路的有功功率增大，特别是在上述市电15%上下波动期间，电路的功率因数都在0. 9以上， 即便是LED负载再加大，功率因数只会上行，这对于供电电网十分有利，同时更不用像现在市场流行的恒流源驱动的LED光源那样，采用诸如填谷电路来补偿系统的功率因数，这又一次降低设计制造成本。综上所述1、按照本技术的电原理图进行LED芯片封装，可制成各种形状平面LED模块， 直接封装在适当厚度的铝基板上，在封装的PCB板上预留置入8只小功率SMD贴片接点，一个简单实用廉价的LED光源就形成了。所以结构简单，成本低廉，LED灯具成品工艺简单可靠，是本专利技术的第一大特点。2、由于甩掉传统的整流滤波恒流驱动整个电路，使除了 LED光源模块之外的整灯制造成本节省96%以上，从而大大节约资源。3、从附表2所列数据可以看出，这种LED灯的功率因数极高(0. 9以上)，不需要附加功率因数补偿电路，而且也不需要EMI电路。4、由于不需要专门的恒流源驱动电路，即便是1 一 3W这样功率很小的通用E24、 E27甚至T5、T8、T10等LED灯管也不用考虑灯头内空间置入PCB电路板的设计制造的局限性，这样极限性地节约了研发制造成本。附表 1 SMD3528本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于全桥结构PTC稳流无驱动LED照明光源，其特征在于包括全桥式LED组合模块，电网照明交流市电通过电源线与全桥式LED组合模块连接，所述的全桥式LED组合模块包括PTC电阻器、碳膜式电阻器和全桥式连接LED芯片，PTC电阻器和碳膜式电阻器并联， 并联的PTC电阻器和碳膜式电阻器与全桥式连接LED芯片串联。2.根据权利要求1所述的基于全桥结构PTC稳流无驱动LED照明光源，其特征在于 所述LED芯片的数量为110-120PCS。3.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴德余，许建国，姚万钧，
申请(专利权)人：杭州丽晶照明电器有限公司，常州市建国电器有限公司，
类型：实用新型
国别省市：