專利名稱：改進的裝飾燈串的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及燈飾領(lǐng)域，尤其是一種改進的用于連接LED裝飾燈串的電路結(jié)構(gòu)，更進一步，是包括有一個或多個連接器的LED裝飾燈串的電路結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
由于發(fā)光二極管(LED)具有可靠、低耗能、低工作溫度以及長使用壽命等優(yōu)越性能，LED圣誕燈飾和LED裝飾燈飾在人們的生活當中越來越普及。LED燈飾的制造商在最大化提高LED燈亮度和其它優(yōu)點的同時，總是想盡各種辦法來縮小LED燈飾與傳統(tǒng)白熾燈燈飾的生產(chǎn)成本之間的差距。
眾所周知，LED燈在直流電源下工作能夠發(fā)揮出高亮度和長壽命的優(yōu)點。此外，通過一個整流(交流-直流轉(zhuǎn)換)電路去減少直流脈沖，人們迫切希望能夠降低直流脈沖的峰值，從而降低LED燈的電壓并延長使用壽命。
例如如圖1所示，為節(jié)省生產(chǎn)成本，可將整流電路中的4個整流二極管分開成兩組，分別設(shè)置在連接電路的兩側(cè)，LEI)串聯(lián)段連接于兩組整流二極管之間，從而節(jié)省電線的數(shù)量。
當包含多個LED串聯(lián)段時，其連接如圖2所示，LED串聯(lián)段彼此并聯(lián)連接在電路兩側(cè)的兩組整流二極管之間，每增加一個LED串聯(lián)段則需要增加一條導(dǎo)線，這樣就達不到節(jié)省導(dǎo)線的目的，同時，由于并聯(lián)多個LED串聯(lián)段，負載增加，整流二極管會迅速升溫而導(dǎo)致過熱，大大的增加了整流二極管被燒壞的可能性從而產(chǎn)生額外的安全隱患。
圖3所示的是交流輸入電壓的正弦波、交流二極管電流與按圖1、圖2所示電路結(jié)構(gòu)連接的電路中經(jīng)過整流后的直流電壓脈沖、電流脈沖的對照圖。從圖中可知，對比交流驅(qū)動技術(shù)，圖1、2所示的電路結(jié)構(gòu)的占空系數(shù)幾乎是交流輸入的兩倍，LED電流峰值出現(xiàn)的頻率加倍，令LED失去了“冷卻時間”，因此LED的壽命至少下降了50％。
如圖3的例子，在交流驅(qū)動的整流電路中，LED電流峰值都將達到電流平均值的4倍，這主要是由于現(xiàn)有技術(shù)中包含大量的電容/電阻所造成的。如圖1、2所示，電容和電阻作為串聯(lián)的阻抗元件設(shè)置于電路中，降低LED驅(qū)動電流的平均值，但是電流峰值和平均值的比例仍然是4∶1。該現(xiàn)有技術(shù)對直流電壓的波形或電流峰值幾乎沒有改善，反而令LED的壽命下降50％。而且，現(xiàn)有技術(shù)中燈串包含的電容/電阻增加了整個電路的耗電量，直流輸入電壓120V時功率2.4W(假設(shè)LED驅(qū)動電流為20mA)，而在本實用新型中，同樣假設(shè)LED驅(qū)動電流為20mA，在達到相同發(fā)光強度的情況下只消耗1.5W。
而且，現(xiàn)有技術(shù)在理論上和實際應(yīng)用中還存在許多的誤區(qū)，尤其是以下的觀點由于LED的特性，一個典型的LED的額定電壓為2.2伏，因在110V輸入電壓的情況下，每串LED串聯(lián)段必須連接50個LED燈。
假設(shè)交流輸入電壓為110伏特，整流后的輸出電壓大約是輸入電壓的1.4倍，也就是154VDC。這可以提供給70盞典型的LED燈的串聯(lián)連接，每串的電壓為2.2伏特。然而，這樣也可能會出問題，因為LED燈一般要求直流電源。
如圖3所示，由于現(xiàn)有技術(shù)整流后電路的直流脈沖跟電源的交流脈沖差不多，所以計算LED燈的串聯(lián)數(shù)量時，要參照交流壓降來計算。這樣在計算LED燈串聯(lián)燈串的總交流壓降時，也要考慮串聯(lián)阻抗。用直流壓降來計算時，電路的阻抗會偏小，所以電路就變得不穩(wěn)定了。
為了進一步說明原有技術(shù)的缺點，壓降為直流2.2V(電流為20豪安)的70盞LED燈串聯(lián)連接在一個全波整流電路。當整流電路的交流輸入電壓為110V時，電路將無法正常運行。所以串聯(lián)在電路中的LED燈的壓降不能按2.2V來計算，應(yīng)該按交流壓降1.64V(電流為20豪安)計算，這樣電路才能正常運行。所以在輸入電壓為交流110V時，需要串聯(lián)94盞LED燈，電路才能安全運行。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，本實用新型提供了一種改進的裝飾燈串，其使用安全、穩(wěn)定而且節(jié)省電能消耗。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種改進的裝飾燈串，包括有一前插和尾插，該前插和尾插通過兩導(dǎo)線串聯(lián)連接；一橋式整流電路，四個整流二極管分成直流輸出正極與負極兩組，分別設(shè)于前插端和尾插端，交流輸入端與兩導(dǎo)線連接；一LED串聯(lián)段，串聯(lián)于上述橋式整流電路分成的直流輸出正極與負極之間；其特征在于所述的橋式整流電路分置于電路兩側(cè)的交流輸入端、直流輸出正極或直流輸出負極并聯(lián)有至少一個濾波電容，交流輸入端串聯(lián)有至少一個降壓元件。
所述的分置于電路兩側(cè)的直流輸出正極和直流輸出負極分別并聯(lián)有一個濾波電容。
所述的分置于電路兩側(cè)的兩個交流輸入端分別并聯(lián)有一個濾波電容。
所述的LED串聯(lián)段與直流輸出負極之間串聯(lián)有一降壓元件。
所述的LED串聯(lián)段中插接有一個或一個以上的全橋整流電路，該全橋整流電路的交流輸入端串聯(lián)至少一個降壓元件后與兩導(dǎo)線連接，交流輸入端、直流輸出正極或直流輸出負極并聯(lián)有至少一個濾波電容。
如前所述，本實用新型在原有電路中增加至少一個電阻或者電容，來降低直流輸出，令波形比較平緩，大大降低LED燈串在電流峰值時的負載，可節(jié)省約40％的能源消耗。另一個優(yōu)點是，可以在實用新型電路上連接多串LED串聯(lián)燈串而不需要增加導(dǎo)線，而且可以避免整流二極管因為發(fā)熱而燒壞。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的一種連接電路結(jié)構(gòu)圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的另一種連接電路結(jié)構(gòu)圖；圖3是交流輸入與整流輸出的電壓曲線對比，以及交流電源供電的LED燈串中LED電流曲線與圖1、圖2所示連接電路中LED的電流曲線對比；圖4～圖7是本實用新型四個實施例的電路連接圖；圖8是交流輸入與整流輸出的電壓曲線對比，以及交流電源供電的LED燈串中LED電流曲線與本實用新型的連接電路中LED的電流曲線對比；圖9是本實用新型的另外四個結(jié)構(gòu)的電路連接圖。
具體實施方式
以下通過具體的例子來詳細說明本實用新型，但本實用新型并不限于此特定例子。
本實用新型所說的橋式整流電路包含4個整流二極管D1-D4，每兩個二極管為一組，分成直流輸出正極與負極兩組，LED串聯(lián)段4串聯(lián)于上述橋式整流電路分成的直流輸出正極與負極之間，其正極與直流輸出正極連接，其負極與直流輸出負極連接。第一組整流二極管D1、D2分別連接在連接前插01兩端的兩條導(dǎo)線03上，二極管的交流輸入端串聯(lián)連接至少一個電阻06或者電容05。第一組的兩發(fā)整流二極管D1、D2的正極之間或者負極之間并聯(lián)一個濾波電容05。第一組整流二極管輸出電路可能是正極，也可能是負極，電路的方向由二極管的極性決定。第二組整流二極管D3、D4反向連接在連接尾插02的兩條03導(dǎo)線上。和第一組整流二極管D1、D2一樣，在第二組的兩個整流二極管D3、D4的正極之間或負極之間并聯(lián)上一個濾波電容05。LED串聯(lián)段04與直流輸出負極之間串聯(lián)有一個可調(diào)電阻06。
本實用新型可以在LED串聯(lián)段04中插接上一個或多個中間電路，這樣可以并聯(lián)上多路LED分段而不需要增加額外的導(dǎo)線，從而減輕整流二極管的電流負載。
圖4-7是本實用新型的電路結(jié)構(gòu)的基本形式，圖8體現(xiàn)了本實用新型電路的整流濾波效果，這樣使LED燈的壽命提高1倍，也可以說LED燈的功率利用率提高了一倍，是對圖1、圖2和圖3所示的現(xiàn)有技術(shù)的重大改進。圖9所示的連接電路是在圖4-7的基礎(chǔ)上的進一步改進，解決了圖2所示電路圖的缺陷。
實施例1如圖4所示，本實施例包括有前插01、尾插02，整流電路，LED串聯(lián)段4等。該前插01和尾插02通過兩導(dǎo)線03串聯(lián)連接。橋式整流電路由整流二極管D1-D4組成，分成直流輸出正極和負極兩組，分設(shè)于前插端和尾插端兩側(cè)整流二極管D1、D2的正極分別與通過與兩導(dǎo)線03連接與前插01連接，負極并接在一起構(gòu)成直流輸出正極；整流二極管D3、D4的負極分別與通過與兩導(dǎo)線03連接與尾插02連接，正極并接在一起構(gòu)成直流輸出負極。LED串聯(lián)段4串聯(lián)于上述橋式整流電路分成的直流輸出正極與負極之間，其正極與直流輸出正極連接，其負極與直流輸出負極連接。在整流二極管D1的正極串聯(lián)有一個可調(diào)電阻06。兩個濾波電容05分別并聯(lián)于直流輸出正極和直流輸出負極一濾波電容05并聯(lián)于整流二極管D1、D2的正極之間，另一濾波電容05并聯(lián)于整流二極管D3、D4的負極之間。LED串聯(lián)段04與直流輸出負極之間串聯(lián)有一可調(diào)電阻06。
實施例2如圖5所示，兩個濾波電容05分別并聯(lián)于兩側(cè)的交流輸入端一濾波電容05并聯(lián)于前插端的整流二極管D1、D2的負極之間，另一濾波電容05并聯(lián)于尾插端的整流二極管D3、D4的正極之間。其他結(jié)構(gòu)同實施例1。
實施例3如圖6所示，將實施例1中整流電路的交流輸入端串聯(lián)的可調(diào)電阻06替換成一電容，其他同實施例1。
實施例4如圖7所示，將實施例2中整流電路的交流輸入端串聯(lián)的可調(diào)電阻06替換成一電容，其他同實施例2。
實施例5以實施例1-4為基礎(chǔ)，在LED串聯(lián)段04中可插接有一個或一個以上中間整流控制電路800，使整條LED串聯(lián)段04分割成多個LED分段。如圖9所示，該中間整流控制電路800含有一個完整的全橋整流電路，其交流輸入端同樣串連至少一個降壓元件(例如可調(diào)電阻06或電容05)后與兩導(dǎo)線03連接，在交流輸入端或直流輸出正極或直流輸出負極并聯(lián)有至少一個濾波電容05。中間整流控制電路800中的濾波電容05的位置與前插端和尾插端中的濾波電容位置對稱，例如前插端和尾插端中的濾波電容05分別并聯(lián)于直流輸出正極和直流輸出負極時，中間整流控制電路800中的兩個濾波電容05也分別并聯(lián)于其全橋整流電路中的直流輸出正極和直流輸出負極，前插端和尾插端中的濾波電容05分別并聯(lián)于兩側(cè)的交流輸入端時，則中間整流控制電路800中的兩個濾波電容05也分別并聯(lián)于其全橋整流電路中的交流輸入端。中間整流控制電路800將燈串分成多路頭尾相互接的LED分段。
在如圖9所示的實施方式中，LED串聯(lián)段04中插接有一個中間整流控制電路800，使整條LED串聯(lián)段04分割成兩個LED分段，中間整流控制電路800的直流輸出負極與前一LED分段的負極連接，而中間整流控制電路11的直流輸出正極與后一LED分段的正極連接，從而串接成一個長條形的燈串，在燈串中插接的中間整流控制電路800數(shù)量根據(jù)實際需要設(shè)置，這樣就可以根據(jù)需要制造出足夠長的LED燈串而無需考慮整流二極管由于功率不足而發(fā)熱過度的安全隱患。LED分段的負極與中間整流控制電路800的直流輸出負極之間還串聯(lián)有一可調(diào)電阻06。
中間整流控制電路800通過塑料包封后串接于LED串聯(lián)段04中。
位于前插端的整流濾波電路與前插01組合安裝并通過塑料包封成一體化的插頭07，位于尾插端的整流濾波電路與尾插02組合安裝并通過塑料包封成一體化的插頭08?；蛘?，兩組整流二極管分別通過塑料包封后，通過導(dǎo)線分別與前插01或尾插02連接。
權(quán)利要求1.一種改進的裝飾燈串，包括有--前插(01)和尾插(02)，該前插(01)和尾插(02)通過兩導(dǎo)線(03)串聯(lián)連接；--橋式整流電路，四個整流二極管(D1-D4)分成直流輸出正極與負極兩組，分別設(shè)于前插端和尾插端，交流輸入端與兩導(dǎo)線(03)連接；--LED串聯(lián)段(04)，串聯(lián)于上述橋式整流電路分成的直流輸出正極與負極之間；其特征在于所述的橋式整流電路分置于電路兩側(cè)的交流輸入端、直流輸出正極或直流輸出負極并聯(lián)有至少一個濾波電容(05)，交流輸入端串聯(lián)有至少一個降壓元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進的裝飾燈串，其特征在于所述的分置于電路兩側(cè)的直流輸出正極和直流輸出負極分別并聯(lián)有一個濾波電容(05)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進的裝飾燈串，其特征在于所述的分置于電路兩側(cè)的兩個交流輸入端分別并聯(lián)有一個濾波電容(05)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進的裝飾燈串，其特征在于所述的LED串聯(lián)段(04)與直流輸出負極之間串聯(lián)有一降壓元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進的裝飾燈串，其特征在于所述的LED串聯(lián)段(04)中插接有一個或一個以上的全橋整流電路，該全橋整流電路的交流輸入端串聯(lián)至少一個降壓元件后與兩導(dǎo)線(03)連接，交流輸入端、直流輸出正極或直流輸出負極并聯(lián)有至少一個濾波電容(05)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的改進的裝飾燈串，其特征在于所述全橋整流電路中的濾波電容(05)的并聯(lián)位置與前插端和尾插端的濾波電容(05)的并聯(lián)位置對稱。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的改進的裝飾燈串，其特征在于所述的LED串聯(lián)段(04)與中間的全橋整流電路直流輸出負極之間串聯(lián)有一降壓元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、4或7所述的改進的裝飾燈串，其特征在于所述的降壓元件為可調(diào)電阻(06)或電容(05)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進的裝飾燈串，其特征在于所述的位于前插端或尾插端的兩組整流二極管，分別與前插(01)或尾插(02)組合安裝成一體化的插頭(07、08)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進的裝飾燈串，其特征在于所述的位于前插端或尾插端的兩組整流二極管分別通過塑料包封后，通過導(dǎo)線與前插(01)或尾插(02)連接。
專利摘要本實用新型公開了一種改進的裝飾燈串，包括有前插和尾插，通過兩導(dǎo)線串聯(lián)連接；橋式整流電路，分成直流輸出正極與負極兩組分別設(shè)于前插端和尾插端，交流輸入端與兩導(dǎo)線連接；LED串聯(lián)段，串聯(lián)于上述橋式整流電路分成的直流輸出正極與負極之間；其中的橋式整流電路分置于電路兩側(cè)的交流輸入端、直流輸出正極或直流輸出負極并聯(lián)有至少一個濾波電容，交流輸入端串聯(lián)有至少一個降壓元件。本實用新型在原有電路中增加至少一個電阻或者電容，來降低直流輸出，令波形比較平緩，大大降低LED燈串在電流峰值時的負載，可節(jié)省約40％的能源消耗，而且可以連接多串LED串聯(lián)燈串而不需要增加導(dǎo)線，并可避免整流二極管因為發(fā)熱而燒壞。
文檔編號F21S4/00GK2891575SQ20052012918
公開日2007年4月18日 申請日期2005年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月17日
發(fā)明者大衛(wèi)·艾倫 申請人:光纖設(shè)計公司