專(zhuān)利名稱(chēng)：Led路燈電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種LED電路，具體來(lái)說(shuō)，涉及一種LED路燈照 明燈具電路。
背景技術(shù)：
當(dāng)前大多數(shù)LED路燈照明燈具的電源電路元器件多，電路復(fù)雜，成本 高；無(wú)開(kāi)機(jī)瞬間防浪涌電流保護(hù)電路，同時(shí)有些電源電路在防雷、過(guò)流 保護(hù)和EMI處理等也存在問(wèn)題。還有LED顯示電路大多數(shù)采用純串聯(lián)或 者串并聯(lián)相結(jié)合的連接設(shè)計(jì)。如果采用純串聯(lián)電路設(shè)計(jì)，當(dāng)其中一個(gè)LED 出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)影響整個(gè)燈具的照明；如果采用串并聯(lián)相結(jié)合的連接， 當(dāng)其中一個(gè)LED出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一串LED照明出現(xiàn)故障；這樣燈 具的維修次數(shù)增多，維修成本高，對(duì)客戶(hù)會(huì)造成很多麻煩。
如圖2， LED顯示電路采用的就是串并聯(lián)電路，而當(dāng)任何一個(gè)串聯(lián) 分支上的其中一個(gè)LED出現(xiàn)故障時(shí)，那么這一串LED照明都會(huì)出現(xiàn)故 障，圖3是純串聯(lián)電路，當(dāng)其中任何一個(gè)一個(gè)LED出現(xiàn)故障時(shí)，那么整 個(gè)電路都會(huì)斷電，而且這兩個(gè)電路的檢查故障點(diǎn)時(shí)也很麻煩，必須逐個(gè) LED檢查，維修次數(shù)增多，維修成本高。發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)以上的不足，本實(shí)用新型提供了一種LED路燈電路，它包括路 燈電源電路和路燈LED顯示電路。其中路燈電源電路包括開(kāi)機(jī)浪涌電流 及過(guò)流保護(hù)電路、防雷保護(hù)電路、放電電路、EMC濾波電路、橋式整流 電路、帶PFC控制的穩(wěn)壓輸出電路、電壓輸出端、輸入電壓端和電容， 路燈LED顯示電路的LED顯示元件采用先并聯(lián)再串聯(lián)的矩陣式連接結(jié) 構(gòu)。
所述開(kāi)機(jī)浪涌電流及過(guò)流保護(hù)電路包括F1保險(xiǎn)絲和RH1負(fù)溫度系 數(shù)熱敏電阻；所述防雷保護(hù)電路包括RV1、 RV2、 RV3壓敏電阻和FDG1 氣體放電管；所述放電電路采用一個(gè)放電電阻；所述EMC濾波電路包括 差模電容CX1、差模電容CX2、共模電感L1、共模電容CY1和共模電 容CY2;所述橋式整流電路采用橋式整流管DB1把交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡?所述帶PFC控制的穩(wěn)壓輸出電路包括一個(gè)L6561控制芯片、電阻R2、 R3、 R4、 R5、 R6、 R7、 R8、 R9、 RIO、電容C2、 C3、 C4、 C5、 二極管 D5、 D6、穩(wěn)壓管DZ1、功率開(kāi)關(guān)管Q1、電解電容EC1、輸出濾波電容 EC2和高頻升壓變壓器Tl;所述路燈LED顯示電路中的LED顯示元件 采用3.3V/20mA的小功率LED。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)-
1) 采用開(kāi)機(jī)瞬間防浪涌電流保護(hù)電路、防雷保護(hù)電路、過(guò)流保護(hù)和 EMI處理，可以保護(hù)電路上的元件工作情況下不會(huì)受到外界影響，同時(shí) 抑制外界干擾信號(hào)的影響。
2) 路燈LED顯示電路的LED顯示元件采用先并聯(lián)再串聯(lián)的矩陣式連接結(jié)構(gòu)，當(dāng)其中一個(gè)或幾個(gè)LED出現(xiàn)故障時(shí)，不會(huì)對(duì)整個(gè)燈具的照明 產(chǎn)生明顯的影響，這樣即降低了燈具的維修成本，又延長(zhǎng)了燈具的使用 壽命。


圖1為L(zhǎng)ED路燈電路示意圖2為路燈LED顯示電路串并聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖3為路燈LED顯示電路純串聯(lián)結(jié)構(gòu)；
圖4為路燈電源電路結(jié)構(gòu)圖5為路燈LED顯示電路先并聯(lián)再串聯(lián)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步闡述。
如圖1所示，、LED路燈電路包括路燈電源電路(1)和路燈LED 顯示電路(2)， (1)包括開(kāi)機(jī)浪涌電流及過(guò)流保護(hù)電路(11)、防雷保護(hù) 電路(12)、放電電路(13)、 EMC濾波電路(14)、橋式整流電路(15)、 帶PFC控制的穩(wěn)壓輸出電路(16)、電壓輸出端(17)、輸入電壓端(18) 和電容(19)，如圖4所示。(2)的LED顯示元件采用先并聯(lián)再串聯(lián)的 矩陣式連接結(jié)構(gòu)。
開(kāi)機(jī)瞬間防浪涌電流保護(hù)電路和過(guò)流保護(hù)電路包括F1保險(xiǎn)絲和RH1 負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。F1(3.15A,250V)起著過(guò)流保護(hù)作用，可以保障電路 在正常工作情況下，電網(wǎng)電流的變化不會(huì)對(duì)電路的元器件產(chǎn)生影響。 RH1(5D-11)可以防止開(kāi)機(jī)瞬間電流過(guò)高而燒毀電路中其他的元器件。防雷保護(hù)電路包括RV1、 RV2、 RV3壓敏電阻和FDG1氣體放電管。 由于路燈用于戶(hù)外照明，防雷電路是必須的；當(dāng)路燈遭到雷擊時(shí)，此路 燈會(huì)通過(guò)RV1、 RV2、 RV3壓敏電阻(14D471)和FDG1 (600V)氣體放 電管迅速把雷電放電到大地，保護(hù)整個(gè)路燈正常工作。
放電電路采用一個(gè)放電電阻，當(dāng)電源電路處于斷電的情況下，CX1 和CX2等元件還會(huì)帶電，容易觸電傷人，所以在電源輸入的兩端要接放 電電阻R1(1M,1/4W)。
EMI抑制電路包括差模電容CX1、差模電容CX2、共模電感L1、共 模電容CY1和共模電容CY2。 1):差模電容CXl(0.1uF,275V)差模電容 CX2(0.22uF,275V)、共模電感Ll(16mH,2A)、共模電容CYl(2200pF,400V) 和共模電容CY2(2200pF，400V)共同組成EMI抑制電路，可以抑制差模干 擾信號(hào)和共模干擾信號(hào)對(duì)電路正常工作時(shí)產(chǎn)生干擾影響；2):由于整個(gè) 電源安裝在金屬電源盒內(nèi)，還可預(yù)防周?chē)ぷ麟娖鞯韧獠慨a(chǎn)生的干擾信 號(hào)對(duì)本電路產(chǎn)生干擾。
橋式整流電路采用一個(gè)橋式整流管DB1(PBL405)，它可以把交流電 轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姟?br> 采用一個(gè)橋式整流管DB1把交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姟?br> 帶PFC控制的穩(wěn)壓輸出電路包括一個(gè)L6561控制芯片、電阻R2、 R3、 R4、 R5、 R6、 R7、 R8、 R9、 RIO、電容C2、 C3、 C4、 C5、 二極管 D5、 D6、穩(wěn)壓管DZ1、功率開(kāi)關(guān)管Q1、電解電容EC1、輸出濾波電容 EC2和高頻升壓變壓器T1。
PFC控制的穩(wěn)壓輸出電路功能說(shuō)明
1)概述1.1) APFC(Active power factor correction:有源功率因數(shù)較正)
電源既要保持輸出電壓恒定，又要控制輸入電流為正弦波，以獲得高的 功率因數(shù)，為了能方便地控制輸入電流，L6561 APFC電源常采用boost電路。
1.2) L6561為一電流準(zhǔn)連續(xù)模式的APFC控制芯片，即電感電流處 于連續(xù)模式與斷續(xù)模式的臨界點(diǎn)，在高壓大電流場(chǎng)合，如果在二極管還在 正向?qū)娏鞯臅r(shí)候，突然施加反向高壓，將會(huì)有很大的反向恢復(fù)電流 流動(dòng)，產(chǎn)生較大的功耗，影響電路的可靠性和效率。因此在連續(xù)模式APFC 電路中必須使用具有極短反向恢復(fù)時(shí)間trr的二極管。對(duì)于臨界斷續(xù)模 式(L6561)APFC來(lái)說(shuō)，由于功率M0S管是在二極管的正向?qū)娏飨陆?到零以后才開(kāi)通，所以對(duì)tir的要求不高，二極管的關(guān)斷和MOS管的開(kāi) 通損耗很小。
1.3) L6561電源電路采用變頻控制，頻率主要取決于主回路及采樣
回路，計(jì)算公式為
f (a) 二 (Vo-1. 414Virms*sin (a)) *Virms*Virms/2L*Pi*Vo
Vo:輸出電壓
Virms:輸入電壓的有效值
L:高頻變壓器T1的初級(jí)電感量
Pi:輸入功率
2)丄6561工作原理
開(kāi)機(jī)瞬間電路由R6給U1 Pin8 (VCC)供電(電路進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài) 后將由T1的次級(jí)線圈通過(guò)C5， R7， D5給U1供電)，Ul開(kāi)始工作， 首先控制芯片生成一電感電流的參考信號(hào)，每一工作周期開(kāi)始時(shí)MOS管Ql導(dǎo)通，Tl初、次級(jí)線圈電流線性增加，UlPin4 (CS)將電感電流的 檢測(cè)信號(hào)(R10上的電壓降)與參考信號(hào)相比，當(dāng)電感電流檢測(cè)值等于 電感電流參考值時(shí)，MOS管Ql關(guān)斷，初級(jí)線圈通過(guò)續(xù)流二極管D6對(duì)負(fù) 載及大電容EC2供電，線圈電流慢慢減少，當(dāng)初級(jí)線圈電流降為零時(shí)， 次級(jí)線圈電流也降為零，此信號(hào)被UlPin5 (ZCDIN)檢測(cè)到，此檢測(cè)信 號(hào)通過(guò)內(nèi)部處理，又給U1 PIN7(GDO)—高電平，觸發(fā)MOS管Ql再導(dǎo) 通，如此周而復(fù)始。
3) .APFC較正原理
IC內(nèi)部的電感電流的參考信號(hào)由系統(tǒng)輸出電壓檢測(cè)值Vo*R4/ (R4+R5)與給定值相減，再經(jīng)由IC內(nèi)部調(diào)節(jié)器，然后將IC內(nèi)部調(diào)節(jié) 器的輸出與整流橋后端的boost電路輸入電壓(即經(jīng)C1慮波后的電壓) 波形相乘得到。由于電感電流參考信號(hào)由電壓反饋環(huán)決定，故保持系統(tǒng) 穩(wěn)定且獲得高的功率因數(shù)。電感電流實(shí)際為三角波，其包絡(luò)為電感電流 參考信號(hào)，由于電感電流參考信號(hào)為電壓誤差放大器的輸出與整流后的 boost電路輸入電壓波形的乘積，且當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定工作時(shí)，誤差放大器的輸 出基本恒定，故電感電流的包絡(luò)基本為正弦波。根據(jù)三角形面積公式， 可得電感電流平均值，即電感電流的平均值為正弦波。由于并聯(lián)于整流 橋后端的濾波電路將電感電流的高頻部分濾掉，故系統(tǒng)的輸入電流為正 弦波，且相位與電源電壓一致，系統(tǒng)功率因數(shù)接近l。
4) 電子元件功能簡(jiǎn)述
4.1) R2 (1M， l層)，R3 (1K， l層)，C2 (10n， 50V):構(gòu)成電
阻分壓網(wǎng)絡(luò)，用以確定輸入電壓的波形與相位及限制輸入電壓過(guò)高， R3和C2組成RC慮波器，用以消除IC Pin3的高頻干擾信號(hào)。4.2 ) C1 (1 uF，400V)用于過(guò)濾橋式整流后的高頻信號(hào)。
4.3) R4 (6.2K， 1/4W)， R5 (1M， 1/4W)， C3 (lu， 50V):構(gòu)成電 阻分壓及補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，組成了內(nèi)部乘法器的兩個(gè)輸入端。R4， R5分壓網(wǎng)絡(luò) 另一個(gè)重要的作用就是輸出過(guò)壓保護(hù)，當(dāng)輸出電壓高于400V時(shí)，IC內(nèi) 部將會(huì)關(guān)斷MOS Ql,從而限制輸出電壓過(guò)高。
4.4) R6 (240K， 1/4W):用于開(kāi)機(jī)瞬間給IC Pin8提供一個(gè)起動(dòng)電壓。
4.5) C4 (O.lu， 50V)、 C5 (10n， 50V)、電解電容EC1 (100u， 50V)、 快速恢復(fù)二極管D5 (HER207)、穩(wěn)壓管DZl (1N5248)、 R7 (400ohm， 1/4W):用以在電路進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)后給IC Pin8提供電壓。R7， C5對(duì)次 級(jí)線圈感應(yīng)電壓進(jìn)行降壓限流，穩(wěn)壓管DZ1保證IC處于穩(wěn)定的工作電 壓，D5將交流電整流成單向直流電給IC供電，EC1對(duì)IC供電電壓進(jìn)行 慮波，C4對(duì)IC電源引腳進(jìn)行高頻去耦。
4.6) R8 (10ohm， 1/4W):用以防止M0S管Q1的驅(qū)動(dòng)信號(hào)振蕩
4.7) R9 (68K,1/4W):過(guò)零檢測(cè)引腳的限流電阻.
4.8) R10 (1ohm，l/2W):電感電流檢測(cè)電阻。另一個(gè)重要作用當(dāng)負(fù) 載短路時(shí)，MOS管Ql電流急劇增大，RIO上的壓降升高，當(dāng)該信號(hào)大 于芯片內(nèi)部產(chǎn)生的電感電流參考信號(hào)時(shí)，內(nèi)部過(guò)流保護(hù)電路啟動(dòng)，內(nèi)部 比較器翻轉(zhuǎn)，使MOS管Ql截止，無(wú)功率輸出。
4.9) D6 (HER207):快速恢復(fù)二極管，作用是防止初級(jí)線圈輸出減 小為零時(shí)輸出端高壓反灌，損毀電路元件。
4.10) Ql (IRF840):功率開(kāi)關(guān)管。輸出電壓與開(kāi)關(guān)頻率有關(guān)，頻率 越大輸出電壓越高4.11) EC2 (47u/450V):輸出慮波電容，其值越大輸出電壓越平滑
4.12) Tl:高頻升壓變壓器，傳導(dǎo)輸出功率.變壓器的參數(shù)如下-
T: core THOMSON-CSF BlET2910A(ETD29*16*10mm)OR
EQUIVALENT(OREGA 473201A8)
Primary 9DT of Litz wire 10 * 0.2mm Secondary 7T of #27 AWG (0.15mm) Gap 1.25mm for a total primary inductance of 0.8H
如圖5所示路燈LED顯示電路采用3.3V/20mA小功率LED作為顯 示元件，把他們采用先并聯(lián)再串聯(lián)矩陣式連接進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，當(dāng)其中一 個(gè)或幾個(gè)LED出現(xiàn)故障時(shí)，不會(huì)對(duì)整個(gè)燈具的照明產(chǎn)生明顯的影響，這 樣即降低了燈具的維修成本，又延長(zhǎng)了燈具的使用壽命。
權(quán)利要求1、一種LED路燈電路，它包括路燈電源電路(1)和路燈LED顯示電路(2)，其特征在于，所述電源電路(1)包括開(kāi)機(jī)浪涌電流及過(guò)流保護(hù)電路(11)、防雷保護(hù)電路(12)、放電電路(13)、EMC濾波電路(14)、橋式整流電路(15)、帶PFC控制的穩(wěn)壓輸出電路(16)、電壓輸出端(17)、輸入電壓端(18)和電容(19)，所述路燈LED顯示電路(2)的LED顯示元件采用先并聯(lián)再串聯(lián)的矩陣式連接結(jié)構(gòu)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED路燈電路，其特征在于，所述開(kāi)機(jī) 浪涌電流及過(guò)流保護(hù)電路(11)包括F1保險(xiǎn)絲和RH1負(fù)溫度系數(shù)熱敏 電阻。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED路燈電路，其特征在于，所述防雷 保護(hù)電路(12)包括RV1、 RV2、 RV3壓敏電阻和FDG1氣體放電管。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED路燈電路，其特征在于，所述放電 電路(13)采用一個(gè)放電電阻。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED路燈電路，其特征在于，所述EMC 濾波電路(14)包括差模電容CX1、差模電容CX2、共模電感L1、共模 電容CY1和共模電容CY2。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED路燈電路，其特征在于，所述橋式 整流電路(15)采用一個(gè)橋式整流管DB1把交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姟?br> 7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED路燈電路，其特征在于，所述(16) 包括一個(gè)L6561控制芯片、電阻R2、 R3、 R4、 R5、 R6、 R7、 R8、 R9、 RIO、電容C2、 C3、 C4、 C5、 二極管D5、 D6、穩(wěn)壓管DZ1、功率開(kāi)關(guān)管Q1、電解電容EC1、輸出濾波電容EC2和高頻升壓變壓器T1。
8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED路燈電路，其特征在于，所述路燈 LED顯示電路(2)中的LED顯示元件采用3.3V/20mA的小功率LED。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種LED電路，具體來(lái)說(shuō)，涉及一種LED路燈照明燈具電路。它包括路燈電源電路和路燈LED顯示電路。其中路燈電源電路包括開(kāi)機(jī)浪涌電流及過(guò)流保護(hù)電路、防雷保護(hù)電路、放電電路、EMC濾波電路、橋式整流電路、帶PFC控制的穩(wěn)壓輸出電路、電壓輸出端、輸入電壓端和電容，路燈LED顯示電路的LED顯示元件采用先并聯(lián)再串聯(lián)的矩陣式連接結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型可以保護(hù)電路上的元件不會(huì)受到外界影響，同時(shí)抑制外界干擾信號(hào)的影響，而且路燈LED顯示電路采用先并聯(lián)再串聯(lián)的矩陣式連接結(jié)構(gòu)，當(dāng)其中一個(gè)或幾個(gè)LED出現(xiàn)故障時(shí)，不會(huì)對(duì)整個(gè)燈具的照明產(chǎn)生明顯的影響，這樣既降低了燈具的維修成本，又延長(zhǎng)了燈具的使用壽命。
文檔編號(hào)F21V23/00GK201318651SQ200820201879
公開(kāi)日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2008年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月15日
發(fā)明者劉東芳 申請(qǐng)人:劉東芳