專利名稱：Led電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光二極管(light-emitting diode，簡稱LED)領(lǐng)域，尤其涉及LED電源。
背景技術(shù)：
LED因其高效、壽命長、安全、環(huán)保等其他光源難以比擬的優(yōu)點(diǎn)而得到了普及應(yīng)用，因此LED電源也日益受到重視，目前使用的LED電源主要為開關(guān)電源、直供式電源和阻容降壓式電源。公知的是前述LED電源都包括電解電容，由于電解電容容易干枯失效，因此前述LED電源的壽命都較短，這也導(dǎo)致了用戶的使用成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種LED電源，以解決現(xiàn)有的LED電源由于包括電解電容而導(dǎo)致的壽命較短問題。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的LED電源包括整流電路，用于將市電電源整流為倍頻直流脈沖電源；其中，所述整流電路的一輸出端連接于一第一場效應(yīng)晶體管的漏極和一第一電阻，所述第一場效應(yīng)晶體管的漏極和柵極之間連接一第二電阻，所述第一電阻的另一端連接于一第一齊納二極管的陰極，所述第一齊納二極管的陽極連接于一第二齊納二極管的陰極、一第三電阻的一端、一第一雙極結(jié)型晶體管的基極，所述第一場效應(yīng)晶體管的柵極和所述第一雙極結(jié)型晶體管的集電極連接；所述第一場效應(yīng)晶體管的源極連接于一恒流源電路的一輸入端，所述恒流源電路的另一輸入端、所述第一雙極結(jié)型晶體管的發(fā)射極、所述第三電阻的另一端、所述第二齊納二極管的陽極同時(shí)連接于所述整流電路的另一輸出端。 根據(jù)上述LED電源的優(yōu)選實(shí)施方式，其中所述恒流源電路包括一第四電阻、一第二場效應(yīng)晶體管、一第二雙極結(jié)型晶體管和一第五電阻；所述第四電阻的一端連接于所述第一場效應(yīng)晶體管的源極，并且該端為所述恒流源電路的一輸出端；所述第四電阻的另一端連接于所述第二場效應(yīng)晶體管的柵極和所述第二雙極結(jié)型晶體管的集電極，所述第二場效應(yīng)晶體管的源極和所述第二雙極結(jié)型晶體管的基極連接并同時(shí)與所述第五電阻的一端連接，所述第二雙極結(jié)型晶體管的發(fā)射極和所述第五電阻的另一端連接并作為所述恒流源電路的另一輸入端。 根據(jù)上述LED電源的優(yōu)選實(shí)施方式，其中所述恒流源電路還包括一第一二極管、一第二二極管、一第六電阻、一第七電阻、一第八電阻和一第三雙極結(jié)型晶體管；所述第六電阻連接于所述第一場效應(yīng)晶體管的源極和所述第四電阻之間，所述第七電阻和所述第二二極管的陽極連接組成串聯(lián)電路后與所述第四電阻并聯(lián)，并且所述第二二極管的陽極還與作為所述恒流源電路的另一輸出端的所述第二場效應(yīng)晶體管的漏極連接，所述第八電阻的一端連接于所述第四電阻和所述第二場效應(yīng)晶體管的柵極的連接點(diǎn)，所述第八電阻的另一端連接于所述第二雙極結(jié)型晶體管的集電極，所述第三雙極結(jié)型晶體管的基極和集電極分別連接于所述第二雙極結(jié)型晶體管的集電極和發(fā)射極，所述第一二極管的陽極和陰極分
別連接于所述第三雙極結(jié)型晶體管的發(fā)射極和集電極，所述第三雙極結(jié)型晶體管的發(fā)射極
連接于所述第四電阻、第七電阻、第八電阻和所述第二場效應(yīng)晶體管的柵極的連接點(diǎn)。 根據(jù)上述LED電源的優(yōu)選實(shí)施方式，其還包括一第三齊納二極管、一第四齊納二
極管、一第九電阻、一第十電阻、一第三二極管；所述第三齊納二極管連接于所述第一場效
應(yīng)晶體管的源極和柵極之間，所述第四齊納二極管和所述第九電阻串聯(lián)后連接于所述第一
場效應(yīng)晶體管的源極和所述第一雙極結(jié)型晶體管的基極之間，并且是所述第二齊納二極管
的陽極連接于所述第一雙極結(jié)型晶體管的基極，所述第十電阻和所述第三二極管串聯(lián)后連
接于所述整流電路的一輸入端和第一場效應(yīng)晶體管的漏極之間，并且是所述第三二極管的
陰極連接于所述第一場效應(yīng)晶體管的漏極。 根據(jù)上述LED電源的優(yōu)選實(shí)施方式，其中所述第一場效應(yīng)晶體管為絕緣柵型場效 應(yīng)晶體管和/或所述第一雙極結(jié)型晶體管為NPN型。 根據(jù)上述LED電源的優(yōu)選實(shí)施方式，其中所述第二場效應(yīng)晶體管為絕緣柵型場效 應(yīng)晶體管和/或所述第二雙極結(jié)型晶體管為NPN型。 根據(jù)上述LED電源的優(yōu)選實(shí)施方式，其中所述第三雙極結(jié)型晶體管為PNP型。
根據(jù)上述LED電源的優(yōu)選實(shí)施方式，其中所述整流電路為橋式整流電路，所述的 橋式整流電路還包括一第四二極管，所述第四二極管的陰極和陽極分別連接于所述橋式整 流電路的正極輸出端和負(fù)極輸出端。 根據(jù)上述LED電源的優(yōu)選實(shí)施方式，其中所述恒流源電路的兩輸出端之間還連接 有由多個(gè)LED組成的LED串。 根據(jù)上述LED電源的優(yōu)選實(shí)施方式，其中所述第二齊納二極管的陽極還通過一第 五齊納二極管連接于所述整流電路的另一輸出端，并且是所述第五齊納二極管的陰極連接 于所述第二齊納二極管的陽極。 根據(jù)上述本發(fā)明提供的LED電源，可以得知本發(fā)明不包含電解電容等易損部件， 其使用壽命可顯著增長，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明其壽命可長達(dá)10萬小時(shí)以上，并且制造成本較低。


圖1為本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的電路示意圖；
圖2為本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的電路示意圖；
圖3為圖l和圖2中A點(diǎn)的電壓波形示意圖；
圖4為圖l和圖2中B點(diǎn)的電壓波形示意圖；
圖5為圖l和圖2中C點(diǎn)的電壓波形示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。 請參閱圖1、圖3、圖4和圖5，圖1所示的本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)與由多個(gè) LED組成的LED串Ln連接，該LED串Ln的兩端分別與本第一優(yōu)選實(shí)施例的恒流源電路的 輸出端連接。交流的市電Ui經(jīng)繼流式橋式整流電路獲得倍頻直流脈沖電壓，如圖3所示， 并且V輸出-ViXV輸入。該繼流式橋式整流電路由二極管D1、D2、D3、D4、D7組成，其中二極管D1-D4為常用的橋式整流電路，把交流正弦波轉(zhuǎn)換為直流正向脈沖波，如圖3所 示。二極管D7為繼流二極管，用于消除電路系統(tǒng)中因寄生電感所產(chǎn)生的反向脈沖電壓對 LED串Ln及恒流源電路的損害。在脈沖的起始升弧段，由于D點(diǎn)無電壓，NPN型雙極結(jié)型晶 體管Q2 (下文簡稱晶體管Q2)處于截止?fàn)顟B(tài)，這時(shí)電流經(jīng)電阻R2使絕緣柵型場效應(yīng)晶體管 Q1(下文簡稱晶體管Q1)的柵極電位升高，晶體管Q1的漏極、源極導(dǎo)通，B點(diǎn)獲得輸出電壓。 當(dāng)A點(diǎn)的電壓升高至齊納二極管D5的導(dǎo)通電壓值時(shí)，電流經(jīng)作為限流電阻的電阻R1使齊 納二極管D5導(dǎo)通，這時(shí)晶體管Q2的基極電位升高，其集電極發(fā)射極之間開始導(dǎo)通，使晶體 管Q1的柵極的電位不再上升，B點(diǎn)的電位也就不再上升。當(dāng)A點(diǎn)的電壓繼續(xù)升高，此時(shí)齊 納二極管D5已經(jīng)導(dǎo)通，D點(diǎn)的電壓被齊納二極管D6所鉗位，晶體管Q2的基極從D點(diǎn)取得 控制電壓，使晶體管Q1和晶體管Q2工作在開關(guān)狀態(tài)，從而切除了脈沖電壓的波峰。在脈沖 的降弧段，當(dāng)降至齊納二極管D5截止時(shí)，由電阻R3迅速使D點(diǎn)電壓下降，晶體管Q2截止， Ql導(dǎo)通，當(dāng)?shù)诙€(gè)脈沖到來時(shí)重復(fù)以上過程。因此在B點(diǎn)便得到了沒有尖峰脈沖的直流間 歇穩(wěn)壓電源，如圖4所示。 絕緣柵型場效應(yīng)晶體管Q3 (下文簡稱晶體管Q3) 、NPN型雙極結(jié)型晶體管Q4 (下文 簡稱晶體管Q4)及電阻R4、R5組成本第一優(yōu)選實(shí)施例的恒流源電路。B點(diǎn)的輸出電壓的一 支路經(jīng)電阻R4給晶體管Q3提供柵極電壓， 一支路加在LED串Ln的正極上，電流經(jīng)LED串 Ln、晶體管Q3及電阻R4到電源的負(fù)極形成回路，點(diǎn)亮LED串Ln。當(dāng)流經(jīng)LED串Ln的電流 超過設(shè)定值時(shí)，電阻R5兩端的電壓加大使C點(diǎn)的電位升高，晶體管Q4導(dǎo)通，使晶體管Q3的 柵極的電壓下降，流經(jīng)晶體管Q3的電流不再增大，晶體管Q3和LED串Ln是串聯(lián)的，因此實(shí) 現(xiàn)了對LED燈的恒流控制，其中在恒流源電路運(yùn)行時(shí)，C點(diǎn)電壓波形如圖5所示。
晶體管Ql為電壓調(diào)整管，電阻R2是晶體管Ql的偏流限流電阻。電阻Rl為降壓 電阻，在電壓的升弧段，齊納二極管D5為晶體管Q2的基極提供一個(gè)滯后于晶體管Ql柵極 的電壓，保證晶體管Q1在升弧段的快速導(dǎo)通。在降弧段，齊納二極管D5能保證對晶體管Q2 基極供電的截止。齊納二極管D6為鉗位二極管，調(diào)整齊納二極管D6的穩(wěn)壓值，也就調(diào)整了 B點(diǎn)電壓的輸出。電阻R3為泄放電阻，用于晶體管Q2的可靠關(guān)斷。電阻R4為晶體管Q3的 偏流電阻。晶體管Q3為電流調(diào)整管，用于控制LED串Ln的電流。晶體管Q4用于控制晶體 管Q3的電流，R5為限流電阻，調(diào)節(jié)電阻R5的阻值便可調(diào)節(jié)流過LED串Ln的電流。
請參閱圖2、圖3、圖4和圖5，圖2所示的本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)與由多個(gè)LED 組成的LED串Ln連接，該LED串Ln的兩端分別與本第一優(yōu)選實(shí)施例的恒流源電路的輸出 端連接。本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例和前述的第一優(yōu)選實(shí)施例實(shí)施效果相似，但是第二優(yōu)選 實(shí)施例的運(yùn)行比第一優(yōu)選實(shí)施例更穩(wěn)定可靠。與第一優(yōu)選實(shí)施例相同的是，第二優(yōu)選實(shí)施 例在運(yùn)行時(shí)，交流的市電Ui經(jīng)繼流式橋式整流電路整流獲得倍頻直流脈沖電壓，V輸出 -7^乂￥輸入。在電壓脈沖的起始升弧段，由于E點(diǎn)無電壓，NPN型雙極結(jié)型晶體管Q2(下 文簡稱晶體管Q2)處于截止?fàn)顟B(tài)，這時(shí)電流經(jīng)電阻R2使絕緣柵型場效應(yīng)晶體管Ql (下文簡 稱晶體管Q1)的柵極電位升高，其漏極、源極之間導(dǎo)通，B點(diǎn)獲得輸出電壓；當(dāng)A點(diǎn)的電壓升 高至齊納二極管D5的導(dǎo)通電壓值時(shí)，齊納二極管D5導(dǎo)通，晶體管Q2的基極電位升高，其集 電極、發(fā)射極之間開始導(dǎo)通，使晶體管Q1柵極的電位不再上升，B點(diǎn)的電位也就不再上升； 當(dāng)A點(diǎn)的電壓繼續(xù)升高，此時(shí)齊納二極管D5已經(jīng)導(dǎo)通，E點(diǎn)的電壓被齊納二極管D6所鉗位， 需要說的是在第二優(yōu)選實(shí)施例中，齊納二極管D6為兩個(gè)齊納二極管串聯(lián)的合稱，并非代表一個(gè)齊納二極管。晶體管Q1的基極從E點(diǎn)獲取控制電壓，使晶體管Q1、晶體管Q2工作在 開關(guān)狀態(tài)，從而切除了脈沖電壓的波峰；在脈沖的降弧段，當(dāng)降至齊納二極管D5截止時(shí)，由 電阻R3迅速使E點(diǎn)電壓下降，晶體管Q2截止，晶體管Ql導(dǎo)通，當(dāng)?shù)诙€(gè)脈沖到來時(shí)重復(fù)以 上過程。因此在B點(diǎn)便得到了沒有尖峰脈沖的直流間歇穩(wěn)壓電源。圖2中，齊納二極管D10 是保護(hù)晶體管Ql的，齊納二極管D9、電阻R6也是起過壓保護(hù)作用的。
絕緣柵型場效應(yīng)晶體管Q3 (下文簡稱晶體管Q3) 、PNP型雙極結(jié)型晶體管Q5 (下文 簡稱晶體管Q5) 、 NPN型雙極絕緣柵型場效應(yīng)晶體管Q4(下文簡稱Q4)及電阻R9、 R4、 R8、 R10和R5組成該第二優(yōu)選實(shí)施例的恒流源電路，B點(diǎn)的輸出電壓經(jīng)電阻R9加在LED串Ln 的正極上，電流經(jīng)晶體管Q3、電阻R5到電源的負(fù)極形成回路，點(diǎn)亮LED燈。當(dāng)流經(jīng)LED串 Ln的電流超過設(shè)定值時(shí)，電阻R5兩端的電壓加大，C點(diǎn)的取樣電位升高，晶體管Q5導(dǎo)通，晶 體管Q4也導(dǎo)通，晶體管Q3的柵極電壓下降，流經(jīng)晶體管Q3的電流也就被限制在設(shè)定的范 圍內(nèi)，晶體管Q3和LED串Ln是串聯(lián)的，因此實(shí)現(xiàn)了對LED燈的恒流控制。圖2中，二極管 D7、二極管D11、二極管D12都為繼流保護(hù)二極管。電阻R7為防浪涌保險(xiǎn)電阻，二極管D8是 阻止外電路的反向感應(yīng)電動勢對晶體管Ql和晶體管Q3的傷害，并迫使其由齊納二極管D5 旁路。 通過上述對本發(fā)明提供的LED電源的描述，可知該LED電源沒有電容等易損件，其 壽命可以大幅度延長，對LED燈實(shí)行間歇供電也能有效延長LED燈使用壽命。實(shí)驗(yàn)測得連續(xù) 工作35000小時(shí)無故障，且無性能下降現(xiàn)象，其壽命高達(dá)10萬小時(shí)以上。本發(fā)明的電路簡 捷，功率因數(shù)可達(dá)0. 9PF至0. 95PF ;帶載能力強(qiáng)， 一個(gè)電源可同時(shí)點(diǎn)亮10至300個(gè)LED燈， 且連續(xù)工作；體積小，最小的5XllX25(mm)或C 19X15(mm);造價(jià)低廉，節(jié)能環(huán)保，使用壽 命長，因此其生產(chǎn)成本和使用成本都比較低。 由技術(shù)常識可知，本發(fā)明可以通過其它的不脫離其精神實(shí)質(zhì)的實(shí)施方案來實(shí)現(xiàn)。 因此，上述公開的實(shí)施方案，就各方面而言，都只是舉例說明，并不是僅有的。所有在本發(fā)明 范圍內(nèi)或在等同于本發(fā)明的范圍內(nèi)的改變均被本發(fā)明包含。
權(quán)利要求
一種LED電源，包括整流電路，用于將市電電源整流為倍頻直流脈沖電源；其特征在于所述整流電路的一輸出端連接于一第一場效應(yīng)晶體管的漏極和一第一電阻，所述第一場效應(yīng)晶體管的漏極和柵極之間連接一第二電阻，所述第一電阻的另一端連接于一第一齊納二極管的陰極，所述第一齊納二極管的陽極連接于一第二齊納二極管的陰極、一第三電阻的一端、一第一雙極結(jié)型晶體管的基極，所述第一場效應(yīng)晶體管的柵極和所述第一雙極結(jié)型晶體管的集電極連接；所述第一場效應(yīng)晶體管的源極連接于一恒流源電路的一輸入端，所述恒流源電路的另一輸入端、所述第一雙極結(jié)型晶體管的發(fā)射極、所述第三電阻的另一端、所述第二齊納二極管的陽極同時(shí)連接于所述整流電路的另一輸出端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED電源，其特征在于，所述恒流源電路包括一第四電阻、一第二場效應(yīng)晶體管、一第二雙極結(jié)型晶體管和一第五電阻；所述第四電阻的一端連接于所述第一場效應(yīng)晶體管的源極，并且該端為所述恒流源電路的一輸出端；所述第四電阻的另一端連接于所述第二場效應(yīng)晶體管的柵極和所述第二雙極結(jié)型晶體管的集電極，所述第二場效應(yīng)晶體管的源極和所述第二雙極結(jié)型晶體管的基極連接并同時(shí)與所述第五電阻的一端連接，所述第二雙極結(jié)型晶體管的發(fā)射極和所述第五電阻的另一端連接并作為所述恒流源電路的另一輸入端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED電源，其特征在于，所述恒流源電路還包括一第一二極管、一第二二極管、一第六電阻、一第七電阻、一第八電阻和一第三雙極結(jié)型晶體管；所述第六電阻連接于所述第一場效應(yīng)晶體管的源極和所述第四電阻之間，所述第七電阻和所述第二二極管的陽極連接組成串聯(lián)電路后與所述第四電阻并聯(lián)，并且所述第二二極管的陽極還與作為所述恒流源電路的另一輸出端的所述第二場效應(yīng)晶體管的漏極連接，所述第八電阻的一端連接于所述第四電阻和所述第二場效應(yīng)晶體管的柵極的連接點(diǎn)，所述第八電阻的另一端連接于所述第二雙極結(jié)型晶體管的集電極，所述第三雙極結(jié)型晶體管的基極和集電極分別連接于所述第二雙極結(jié)型晶體管的集電極和發(fā)射極，所述第一二極管的陽極和陰極分別連接于所述第三雙極結(jié)型晶體管的發(fā)射極和集電極，所述第三雙極結(jié)型晶體管的發(fā)射極連接于所述第四電阻、第七電阻、第八電阻和所述第二場效應(yīng)晶體管的柵極的連接點(diǎn)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED電源，其特征在于，還包括一第三齊納二極管、一第四齊納二極管、一第九電阻、一第十電阻、一第三二極管；所述第三齊納二極管連接于所述第一場效應(yīng)晶體管的源極和柵極之間，所述第四齊納二極管和所述第九電阻串聯(lián)后連接于所述第一場效應(yīng)晶體管的源極和所述第一雙極結(jié)型晶體管的基極之間，并且是所述第二齊納二極管的陽極連接于所述第一雙極結(jié)型晶體管的基極，所述第十電阻和所述第三二極管串聯(lián)后連接于所述整流電路的一輸入端和第一場效應(yīng)晶體管的漏極之間，并且是所述第三二極管的陰極連接于所述第一場效應(yīng)晶體管的漏極。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED電源，其特征在于，所述第一場效應(yīng)晶體管為絕緣柵型場效應(yīng)晶體管，和/或所述第一雙極結(jié)型晶體管為NPN型。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED電源，其特征在于，所述第二場效應(yīng)晶體管為絕緣柵型場效應(yīng)晶體管，和/或所述第二雙極結(jié)型晶體管為NPN型。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的LED電源，其特征在于，所述第三雙極結(jié)型晶體管為PNP型。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED電源，其特征在于，所述整流電路為橋式整流電路，所述的橋式整流電路還包括一第四二極管，所述第四二極管的陰極和陽極分別連接于所述橋式整流電路的正極輸出端和負(fù)極輸出端。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED電源，其特征在于，所述恒流源電路的兩輸出端之間還連接有由多個(gè)LED組成的LED串。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l-4任一所述的LED電源，其特征在于，所述第二齊納二極管的陽極還通過一第五齊納二極管連接于所述整流電路的另一輸出端，并且是所述第五齊納二極管的陰極連接于所述第二齊納二極管的陽極。
全文摘要
一種LED電源，包括整流電路，所述整流電路的一輸出端連接于一第一場效應(yīng)晶體管的漏極和一第一電阻，所述第一場效應(yīng)晶體管的漏極和柵極之間連接一第二電阻，所述第一電阻的另一端連接于一第一齊納二極管的陰極，所述第一齊納二極管的陽極連接于一第二齊納二極管的陰極、一第三電阻的一端、一第一雙極結(jié)型晶體管的基極，所述第一場效應(yīng)晶體管的柵極和所述第一雙極結(jié)型晶體管的集電極連接；所述第一場效應(yīng)晶體管的源極連接于一恒流源電路的一輸入端，所述恒流源電路的另一輸入端、所述第一雙極結(jié)型晶體管的發(fā)射極、所述第三電阻的另一端、所述第二齊納二極管的陽極同時(shí)連接于所述整流電路的另一輸出端。本發(fā)明具有較長的使用壽命。
文檔編號H02M7/08GK101702858SQ20091024619
公開日2010年5月5日 申請日期2009年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月5日
發(fā)明者劉大銀 申請人:劉大銀