一种单端LED节能灯及其驱动电路

摘要

本发明公开了一种单端替换型LED节能灯，其包括若干LED光源，整体为一柱形，其还包括由后向前依次连接的一金属接头、一灯座、一驱动电路、一风扇、一散热座、一LED光板、一透镜；所述的灯座及散热座均为筒状构件，所述金属接头设置在该灯座尾部，所述驱动电路板设置在该灯座内，所述风扇及LED光板设置在该散热座内，所述透镜设置在所述散热座前部；所述的金属接头的电极、驱动电路板、风扇与LED光板电性连接。本发明还公开了一种用于前述灯的驱动电路，其包括一AC/DC电源模块，该模块包括依次串接的整流电路、隔离变压电路、恒流电路；市电交流电源连接该整流电路的输入端，该恒流电路的输出端连接LED光板。

权利要求

1.一种单端替换型LED节能灯，其包括若干LED光源，整体为一柱形，其特征在于，其还包括由后向前依次连接的一金属接头、一灯座、一驱动电路板、一风扇、一散热座、一LED光板、一透镜；所述的灯座及散热座均为筒状构件，所述金属接头设置在该灯座尾部，所述驱动电路板设置在该灯座内，所述风扇及LED光板设置在该散热座内，所述透镜设置在所述散热座前部；所述的金属接头的电极、驱动电路板、风扇与LED光板电性连接；

所述的LED光板，是一设置有依次串接的若干LED的PCB板，且其复合有一散热金属板层，该板与各LED散热片接触，且同时也与所述散热座接触；

所述的散热座为一齿轮状金属构件，其座壁后端面上设有若干向前延伸至其中部的通风孔；

所述的风扇也设有一散热底座，该散热底座的底面与所述PCB板的散热金属板层接触；

其还包括一反光灯杯，其为一开口向前、内侧壁为一反光面的喇叭状构件，其设置在所述散热座前部内侧壁与所述LED光板之间；

所述的透镜，是凸透镜、凹透镜或平镜之一；

所述的金属接头，是与PLC管G24接口或与E27、E14、E40接口之一配套使用的接头，并可直接连接在该接口上。

说明书

一种单端LED节能灯及其驱动电路

技术领域

[0001] 本发明涉及LED灯具，具体的涉及一种采用设有恒流驱动电路、可以直接替代现有白炽灯泡或荧光灯的单端LED节能灯及其驱动电路。

[0002] 背景技术

[0003] 现有技术中灯具，白炽灯为第一代照明灯具，采用金属丝通电发光原理，其功耗较大、使用寿命较短，且其光效率低，但是其安装使用简便、价格低廉，使用范围广泛；现有技术中的荧光灯属于气体放电灯，又称热阴极低气压水银荧光灯，它逐步代替了白炽灯而成为第二代主流照明光源，其光效、寿命较白炽灯有了较大进步，但是其功耗仍然较大；其小部分沿用了原有白炽灯的灯座等灯具，大部分另外开发了专用灯架。随着固体照明技术的发展，集多种优点于一身的LED照明正逐步向第三代主流光源迈进。LED光源改变了白炽灯钨丝发光与荧光灯三基色粉发光的原理，是利用电场发光，具有光效高、无辐射、寿命长、低功耗和环保的优点。LED光源的光谱几乎全部集中在可见光频段，发光效率高达90％以上，接近电光转换的极限；且其光线质量高，基本上无辐射，不含汞等有害物质，寿命终结后也容易处理，属于典型的绿色环保照明光源；而寿命更是达到了10万小时以上，可靠耐用，维护成本低。虽然LED光源具有了如此多的优点，但由于单位制造成本比较高、散热不良等问题没有较好的解决等因素的影响，目前在普通照明中还没有得到大量的普及使用，尤其是没有解决如何充分利用现有的白炽灯、荧光灯灯座资源的问题，如果用户要采用新的LED光源，往往就必须拆除荧光灯灯座，而重新安装新的LED灯座，导致更换时成本较高。

[0004] LED光源通常需要专门的驱动电路来保障其正常工作。由于大功率LED的每瓦制造成本很高(目前一般在十到二十元/瓦)，所以驱动一个3瓦以上大功率LED时，光源的成本相对驱动的成本要高的多，因此做好驱动电路显得相当重要。现有技术中的大功率LED驱动电路，都是采用恒电压的驱动方式，这种方式的缺点就是随着电路的电流变化，LED的亮度会不一致，同时也会因为LED组里面某个LED的损坏使得整体的电流变大，容易导致整个LED组损坏和寿命缩短，因而这种驱动电路急需改良。

发明内容

[0005] 为了解决现有技术中LED灯具所存在的上述不足，本发明目的之一在于，提供一种采用LED光源作为光源、并可直接替换现有白炽灯泡或荧光灯、可达到节能、环保和提高照明质量的单端替换型LED节能灯；

[0006] 本发明目的之二在于，提供一种用于上述单端替换型LED节能灯的驱动电路。

[0007] 本发明为实现上述目的，所提供的技术方案是：

[0008] 一种单端替换型LED节能灯，其包括若干LED光源，整体为一柱形，其特征在于，其还包括由后向前依次连接的一金属接头、一灯座、一驱动电路板、一风扇、一散热座、一LED光板、一透镜；所述的灯座及散热座均为筒状构件，所述金属接头设置在该灯座尾部，所述驱动电路板设置在该灯座内，所述风扇及LED光板设置在该散热座内，所述透镜设置在所述散热座前部；所述的金属接头的电极、驱动电路板、风扇与LED光板电性连接。

[0009] 所述的单端替换型LED节能灯，其特征在于：所述的LED光板，是一设置有依次串接的若干LED的PCB板，且其复合有一散热金属板层，该板与各LED散热片接触，且同时也与所述散热座接触。通常，LED是通过焊接的方式与散热金属板紧密结合，散热金属板再固定在散热座上。

[0010] 所述的单端替换型LED节能灯，其特征在于：所述的散热座为一空心齿轮状金属构件，其座壁后端面上设有若干向前延伸至其中部的通风孔；

[0011] 所述的风扇也设有一散热底座，该散热底座的底面与所述PCB板的散热金属板层接触；该座的底而与灯座采用螺丝连接。

[0012] 所述的单端替换型LED节能灯，其特征在于：其还包括一反光灯杯，其为一开口向前、内侧壁为一反光面的喇叭状构件，其设置在所述散热座前部内侧壁与所述LED光板之间。

[0013] 所述的单端替换型LED节能灯，其特征在于：所述的透镜，是凸透镜、凹透镜或平镜之一。

[0014] 所述的单端替换型LED节能灯，其特征在于：所述的金属接头，是与PLC管G24接口或与E27、E14、E40接口或其他接口之一配套使用的接头，并可直接连接在该接口上。

[0015] 一种用于前述单端替换型LED节能灯的驱动电路，其特征在于：其包括一AC/DC电源模块，该模块包括依次串接的整流电路、隔离变压电路、恒流电路；市电交流电源连接该整流电路的输入端，该恒流电路的输出端连接所述的LED光板。

[0016] 所述的单端替换型LED节能灯驱动电路，其特征在于：所述的恒流输出电路，由一比较器TL431及一电流放大电路连接而成。

[0017] 所述的单端替换型LED节能灯驱动电路，其特征在于：所述整流电路与隔离变压电路之间还设有功率因数校正电路；所述交流电源输入端与整流电路之间，还串接有一共模方式的电磁兼容电路。

[0018] 所述的单端替换型LED节能灯驱动电路，其特征在于：所述整流电路与隔离变压电路之间还串接有一功率因数校正电路；所述隔离变压电路与恒流输出电路之间还设有一滤波电路。

[0019] 本发明提供的单端替换型LED节能灯由于采用了LED光板作为光源，该LED光板带设有散热金属板，再配合齿轮形散热座结构，使散热面积大大增加，且散热座的外壁及内壁大部都直接暴露于空气中，再加上其内置风扇，可以更为及时、有效地散去LED光源工作时所产生的热量，较好的解决了大功率LED光源散热的难题，因此，本发明提供的灯所采用的LED光源，可以是1～16W甚至更大的大功率LED，其数量可以为1～30，并根据实际要求可再增加或减少。

[0020] 本发明提供的单端替换型LED节能灯的LED光板上所承载的LED是采用侧面发光的方式，其光线经散热座内侧壁或灯杯反光后再射出灯外；具体的，其再配配合散热座内侧壁或灯杯反光的聚光结构，可将整个LED光板发出的光线汇集后全部照射在前部透镜上：若其前部安装的是凸透镜，则将光线汇聚后射向较小的被照区域，可以充分发挥LED灯光效高的优点，提高被照区域的光照度；若其前部安装的是凹透镜，则将光线发散后再射向较大的被照区域，可以解决点光源的照射区域偏小的问题。

[0021] 同时，本发明提供的单端替换型LED节能灯的后部设有与现有PLC管G24接口或与E27接口之一配套使用的金属接头，并且内置了驱动电路，使用时无需对原有线路及灯座做任何改变，即可将其整体安装到该灯座上，达到轻松实现替换现有的白炽灯及荧光灯的目的，并没有增加刚换成本及造成资源浪费。其也可作为独立光源使用。

[0022] 本发明提供的驱动电路，由于其采用了恒流电路和恒流驱动的工作方式，能有效解决LED的亮度均匀性和LED寿命的问题；工作时可以避免因为LED组里面某个LED的损坏使得整组的电流变大，进而导致整个LED组损坏和寿命缩短；并且由于其采用了输入输出隔离方式，输出端安全可靠；采用了EMC电路，能有效抑制电磁干扰；采用本发明的灯具，其功耗低，亮度强，一只功率为16瓦的LED灯管，其照明亮度可以相当于80瓦的日光灯；同时本发明提供的大功率LED驱动器的电路设计合理、制造成本低廉；在本发明的制造过程、使用过程，避免了日光灯的汞污染问题，符合环保标准；其光线亮度可以自动调节，使照明亮度符合照明要求，同时节约能源；更不会出现玻璃日光灯的玻璃破裂等安全问题。

[0023] 本发明的优点在于：本发明提供的单端替换型LED节能灯，其结构合理，散热性能好，具有节能、环保、安全、使用寿命长、消除频闪、免维修等优点，且在现有所有使用白炽灯或荧光灯的地方，在不改变其灯座的条件下，直接用其替换下现有灯即可，节省了大量的财力和物力。本发明可广泛应用于写字楼、仓库、食堂、礼堂、住宅、宾馆、走道以及楼梯、墙壁等地方。

[0024] 下面结合附图及实施例对本发明进一步说明。

附图说明

[0025] 图1是本发明实施例1灯的立体结构示意图；

[0026] 图2是图1的立体装配结构示意图；

[0027] 图3是本发明实施例1的驱动电路结构框图；

[0028] 图4是本图3的电路原理示意图；

[0029] 图5是实施例2中灯立体结构示意图；

[0030] 图6是实施例2的立体装配结构示意图。

具体实施方式

[0031] 实施例1：参见图1～图2，本发明提供的一种单端替换型LED节能灯1，其包括若干LED光源，其整体为一柱形，其还包括由后向前依次连接的一金属接头2、一灯座3、一驱动电路板4、一风扇5、一散热座6、一LED光板7、一透镜8；所述的灯座3及散热座6均为筒状金属构件，所述金属接头2设置在该灯座3的尾部，所述驱动电路板4上设有一驱动电路，其被设置在该灯座3内，所述风扇5及LED光板7设置在该散热座6内，所述透镜8设置在所述散热座6前部；金属接头2的电极、驱动电路板4、风扇5与LED光板7相互电性连接；其还包括一反光灯杯9，其为一开口向前、内侧壁为一反光面的喇叭状构件，其设置在所述散热座6前部的内侧壁与所述LED光板7之间，将该光板7置于其内。

[0032] 前述的LED光板7，是一设置有依次串接的若干LED 71的PCB板，且其复合有一散热金属板72层，该板72与各LED 71的散热片接触，且同时也与所述散热座6接触，本实施例中，其LED 71是通过焊接的方式与散热金属板72紧密结合，散热金属板72再固定在散热座6上。

[0033] 前述的散热座6为一空心齿轮状铝制构件，其座壁后端面上设有若干向前延伸至其中部的通风孔61；所述的风扇5也设有一散热底座51，该散热底座51的底面与所述PCB板7的散热金属板72层接触；该座51的底面与灯座6采用螺丝连接。

[0034] 所述的透镜8，是凸透镜、凹透镜或平镜之一；本实施例中采用的是具有聚光效果的凸透镜8。

[0035] 所述的金属接头2，本实施例中是与E27接口配套使用的螺旋型接头2，其可直接连接在该接口上。

[0036] 参见图3、图4，一种用于前述单端替换型LED节能灯1的驱动电路，其包括依次串接的交流电源输入端、EMC电路、整流电路、功率因数校正电路、隔离变压电路、恒流输出电路，其输入端连接市电，其输出端连接LED灯组。具体的，本实施例中提供了包括分别由8个发光二极管组成的灯组，其中每个灯组的各发光二极管依次串联；该灯组的两端连接所述驱动电路的输出端；其他实施例中，也可设置多组LED灯组，其相互并联连接在该驱动电路的输出端。前述的LED恒流驱动电路，其具体地包括一电源模块，该模块包括连接市电的交流电源输入端，并依次顺序连接有一共模方式EMC电路、一整流电路、一功率因数校正电路、一隔离变压电路、一恒流输出电路，该恒流输出电路再连接接灯组。本实施例中采用的发光二极管为1W 350MA的LED，其数量最少为可为1～28个，或更多。图2中示出了一个灯组。所述的恒流输出电路，由一比较器TL431及一电流放大电路连接而成。前述的功率因数校正电路包括一控制集成块及一电流感应电路，该集成块地控制输入端连接PC817电流感应电路，其控制输出端与隔离变压电路的电压输入线圈的负极端(图2中的5端)、接零之间设一个场效应管Q2。PC817电流感应电路感应并导通电流后，控制输入端得电，控制输出端则开启场效应管Q2，场效应管Q2再控制电压输入线圈电路的导通。实现输入功率因数的校正和功率输出。前述的隔离变压电路为一互感线圈L3，其将从交流电输入端得到的电流，经互感线圈L3的变压隔断，再输送给恒流输出电路，可减小电路中的电流强度的波动影响，对输出端实现安全供电。

[0037] 在该恒流输出电路中，隔离变压电路的电压输出端的正极端正接二极管D7后，还接有滤波电路(线圈L2)。滤波电路的后端接三极管Q1的集电极，隔离变压电路的电压输出端的负极端接三极管Q1的发射极，灯组的负极端经电阻接三极管Q1的基极。三极管Q1的集电极正接比较器TL431，比较器TL431负极接零，灯组正极端经电阻接比较器TL431控制端。比较器TL431控制端实时感应流经灯组的电流的变化，并恒流控制，使三极管Q1集电极的电流处于设定的电流范围内。这样发射极输出的电流就会在±2％的波动范围内，并提供大功率的电流输出。

[0038] 实施例2：参见图4、图5，本发明提供的一种述单端替换型LED节能灯及其驱动电路，其基本结构与实施例1相同，其不同之处在于，其所述单端替换型LED节能灯1所采用的金属接头2，是与PLC管G24接口配套使用的四方形接头，其包括一插头本体21及设置在该本体21上的两个金属电极22，其可直接插接在该G24接口上；其所采用的透镜8，是具有散光效果的凹透镜，具体是双面凹透镜。

[0039] 在其他实施例中，所述的金属接头2，还可以是与是与如E14、E40等配套使用的其他灯座接口的各种接头；所述的透镜8还可以是平镜或其他类型的凸透镜、凹透镜。

[0040] 如本发明上述实施例所述，采用与其相同或相似结构而得到的其他单端替换型LED节能灯及其驱动电路，均在本发明保护范围内。