專利名稱：改進(jìn)的裝飾燈串的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及燈飾領(lǐng)域，尤其是一種改進(jìn)的用于連接LED裝飾燈串的電路結(jié)構(gòu)，更進(jìn)一步，是包括有一個(gè)或多個(gè)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(zhǎng)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(dāng)中越來(lái)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(diǎn)的同時(shí)，總是想盡各種辦法來(lái)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(zhǎng)壽命的優(yōu)點(diǎn)。此外，通過(guò)一個(gè)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(zhǎng)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(gè)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(dāng)包含多個(gè)LED串聯(lián)段時(shí)，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(gè)LED串聯(lián)段則需要增加一條導(dǎo)線，這樣就達(dá)不到節(jié)省導(dǎo)線的目的，同時(shí)，由于并聯(lián)多個(gè)LED串聯(lián)段，負(fù)載增加，整流二極管會(huì)迅速升溫而導(dǎo)致過(guò)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(guò)整流后的直流電壓脈沖、電流脈沖的對(duì)照?qǐng)D。從圖中可知，對(duì)比交流驅(qū)動(dòng)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(shí)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(dòng)的整流電路中，LED電流峰值都將達(dá)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(dòng)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(duì)直流電壓的波形或電流峰值幾乎沒(méi)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(gè)電路的耗電量，直流輸入電壓120V時(shí)功率2.4W(假設(shè)LED驅(qū)動(dòng)電流為20mA)，而在本實(shí)用新型中，同樣假設(shè)LED驅(qū)動(dòng)電流為20mA，在達(dá)到相同發(fā)光強(qiáng)度的情況下只消耗1.5W。
而且，現(xiàn)有技術(shù)在理論上和實(shí)際應(yīng)用中還存在許多的誤區(qū)，尤其是以下的觀點(diǎn)由于LED的特性，一個(gè)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(gè)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(huì)出問(wèn)題，因?yàn)長(zhǎng)ED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(jì)算LED燈的串聯(lián)數(shù)量時(shí)，要參照交流壓降來(lái)計(jì)算。這樣在計(jì)算LED燈串聯(lián)燈串的總交流壓降時(shí)，也要考慮串聯(lián)阻抗。用直流壓降來(lái)計(jì)算時(shí)，電路的阻抗會(huì)偏小，所以電路就變得不穩(wěn)定了。
為了進(jìn)一步說(shuō)明原有技術(shù)的缺點(diǎn)，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(gè)全波整流電路。當(dāng)整流電路的交流輸入電壓為110V時(shí)，電路將無(wú)法正常運(yùn)行。所以串聯(lián)在電路中的LED燈的壓降不能按2.2V來(lái)計(jì)算，應(yīng)該按交流壓降1.64V(電流為20豪安)計(jì)算，這樣電路才能正常運(yùn)行。所以在輸入電壓為交流110V時(shí)，需要串聯(lián)94盞LED燈，電路才能安全運(yùn)行。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供了一種改進(jìn)的裝飾燈串，其使用安全、穩(wěn)定而且節(jié)省電能消耗。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種改進(jìn)的裝飾燈串，包括有一前插和尾插，該前插和尾插通過(guò)兩導(dǎo)線串聯(lián)連接；一橋式整流電路，四個(gè)整流二極管分成直流輸出正極與負(fù)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(fù)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(fù)極并聯(lián)有至少一個(gè)濾波電容，交流輸入端串聯(lián)有至少一個(gè)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(fù)極分別并聯(lián)有一個(gè)濾波電容。
所述的分置于電路兩側(cè)的兩個(gè)交流輸入端分別并聯(lián)有一個(gè)濾波電容。
所述的LED串聯(lián)段與直流輸出負(fù)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(gè)或一個(gè)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(gè)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(fù)極并聯(lián)有至少一個(gè)濾波電容。
如前所述，本實(shí)用新型在原有電路中增加至少一個(gè)電阻或者電容，來(lái)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(shí)的負(fù)載，可節(jié)省約40％的能源消耗。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，可以在實(shí)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?yàn)榘l(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(duì)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(duì)比；圖4～圖7是本實(shí)用新型四個(gè)實(shí)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(duì)比，以及交流電源供電的LED燈串中LED電流曲線與本實(shí)用新型的連接電路中LED的電流曲線對(duì)比；圖9是本實(shí)用新型的另外四個(gè)結(jié)構(gòu)的電路連接圖。
具體實(shí)施方式
以下通過(guò)具體的例子來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型，但本實(shí)用新型并不限于此特定例子。
本實(shí)用新型所說(shuō)的橋式整流電路包含4個(gè)整流二極管D1-D4，每?jī)蓚€(gè)二極管為一組，分成直流輸出正極與負(fù)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(fù)極之間，其正極與直流輸出正極連接，其負(fù)極與直流輸出負(fù)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(gè)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(fù)極之間并聯(lián)一個(gè)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(fù)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(gè)整流二極管D3、D4的正極之間或負(fù)極之間并聯(lián)上一個(gè)濾波電容05。LED串聯(lián)段04與直流輸出負(fù)極之間串聯(lián)有一個(gè)可調(diào)電阻06。
本實(shí)用新型可以在LED串聯(lián)段04中插接上一個(gè)或多個(gè)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(fù)載。
圖4-7是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)的基本形式，圖8體現(xiàn)了本實(shí)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(shuō)LED燈的功率利用率提高了一倍，是對(duì)圖1、圖2和圖3所示的現(xiàn)有技術(shù)的重大改進(jìn)。圖9所示的連接電路是在圖4-7的基礎(chǔ)上的進(jìn)一步改進(jìn)，解決了圖2所示電路圖的缺陷。
實(shí)施例1如圖4所示，本實(shí)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(guò)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(fù)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(guò)與兩導(dǎo)線03連接與前插01連接，負(fù)極并接在一起構(gòu)成直流輸出正極；整流二極管D3、D4的負(fù)極分別與通過(guò)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(fù)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(fù)極之間，其正極與直流輸出正極連接，其負(fù)極與直流輸出負(fù)極連接。在整流二極管D1的正極串聯(lián)有一個(gè)可調(diào)電阻06。兩個(gè)濾波電容05分別并聯(lián)于直流輸出正極和直流輸出負(fù)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(fù)極之間。LED串聯(lián)段04與直流輸出負(fù)極之間串聯(lián)有一可調(diào)電阻06。
實(shí)施例2如圖5所示，兩個(gè)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(fù)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(shí)施例1。
實(shí)施例3如圖6所示，將實(shí)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(shí)施例1。
實(shí)施例4如圖7所示，將實(shí)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(shí)施例2。
實(shí)施例5以實(shí)施例1-4為基礎(chǔ)，在LED串聯(lián)段04中可插接有一個(gè)或一個(gè)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(gè)LED分段。如圖9所示，該中間整流控制電路800含有一個(gè)完整的全橋整流電路，其交流輸入端同樣串連至少一個(gè)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(fù)極并聯(lián)有至少一個(gè)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(duì)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(fù)極時(shí)，中間整流控制電路800中的兩個(gè)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(fù)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(shí)，則中間整流控制電路800中的兩個(gè)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(shí)施方式中，LED串聯(lián)段04中插接有一個(gè)中間整流控制電路800，使整條LED串聯(lián)段04分割成兩個(gè)LED分段，中間整流控制電路800的直流輸出負(fù)極與前一LED分段的負(fù)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(gè)長(zhǎng)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(shí)際需要設(shè)置，這樣就可以根據(jù)需要制造出足夠長(zhǎng)的LED燈串而無(wú)需考慮整流二極管由于功率不足而發(fā)熱過(guò)度的安全隱患。LED分段的負(fù)極與中間整流控制電路800的直流輸出負(fù)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(guò)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(guò)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(guò)塑料包封成一體化的插頭08。或者，兩組整流二極管分別通過(guò)塑料包封后，通過(guò)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(jìn)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(guò)兩導(dǎo)線(03)串聯(lián)連接；--橋式整流電路，四個(gè)整流二極管(D1-D4)分成直流輸出正極與負(fù)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(fù)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(fù)極并聯(lián)有至少一個(gè)濾波電容(05)，交流輸入端串聯(lián)有至少一個(gè)降壓元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)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(fù)極分別并聯(lián)有一個(gè)濾波電容(05)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的裝飾燈串，其特征在于所述的分置于電路兩側(cè)的兩個(gè)交流輸入端分別并聯(lián)有一個(gè)濾波電容(05)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)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(fù)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(jìn)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(gè)或一個(gè)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(gè)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(fù)極并聯(lián)有至少一個(gè)濾波電容(05)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的改進(jìn)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(duì)稱。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的改進(jìn)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(fù)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(guò)塑料包封后，通過(guò)導(dǎo)線與前插(01)或尾插(02)連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種改進(jìn)的裝飾燈串，包括有前插和尾插，通過(guò)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(fù)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(fù)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(fù)極并聯(lián)有至少一個(gè)濾波電容，交流輸入端串聯(lián)有至少一個(gè)降壓元件。本實(shí)用新型在原有電路中增加至少一個(gè)電阻或者電容，來(lái)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(shí)的負(fù)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?yàn)榘l(fā)熱而燒壞。
文檔編號(hào)F21S4/00GK2891575SQ20052012918
公開日2007年4月18日 申請(qǐng)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(qǐng)人:光纖設(shè)計(jì)公司