一种基于MBL驱动电路的LED发光体的制作方法

文档编号:14477796
研发日期:2018/5/19

本发明涉及LED照明的技术领域,特别涉及一种基于MBL驱动电路的LED发光体的技术领域。



背景技术:

LED光源作为一种新型绿色光源,由于其具有耗电量低、寿命长、反应速度快、高效节能等优点,已被越来越广泛应用。在同样的亮度下,LED光源耗电量仅为普通白炽灯的十分之一,而寿命却可以延长100倍,但其寿命很大程度决定于驱动电路,因此,一种可靠的、转换效率高的、寿命长的LED驱动电路对LED光源至关重要。现有技术中LED驱动电路主要有以下三种:

阻容降压电路

阻容降压电路原理是利用电容在输入交流频率下产生的容抗来限制最大的输出电流,在LED照明产品应用上依赖于输入交流频率和特殊电容器件,成本高且纹波大、抗浪涌冲击能力差,电容器件寿命短及可靠性低不利于LED发光体的工作稳定性和可靠性,且电容寿命短,随着输入频率产生频闪对LED照明产品产生人眼视觉损伤及功率因数利用率极低等一系列缺陷。

线性恒流电路

线性恒流电路原理是利用专用恒流芯片和电容等外围元器件组成的一种恒流电路,通过采样设定电阻固定输出电流。由于线性恒流电路必须保证在一定压差范围内应用,如果压差范围超出会造成负载LED发光体不匹配,电路损耗大效率低稳定性差。线性恒流电路依赖于专用恒流芯片成本高,且电路复杂元器件多有电容器件,电容器件寿命短,且恒流芯片和电容温升敏感,对LED发光体电压匹配有范围限制,整个电路有电容器件且功率因数低等存在一系列限制缺陷。

开关电源电路

开关电源电路原理是利用专用芯片和电容、电感等外围元器件组成的一种恒流电路,通过采样设定电阻固定输出电流。开关电源电路依赖于专用芯片和电感器件成本偏高,且电路复杂元器件多有电容器件,电容器件寿命短,且芯片和电容、电感温升敏感,电路工作在开关状态下会产生电源噪声和电磁兼容问题,整个电路有电容器件且功率因数低等存在一系列限制缺陷。



技术实现要素:

本发明的目的就是解决现有技术中的问题,提出一种基于MBL驱动电路的LED发光体,整体电路结构和产品应用特性及元器件特征应用相结合,包含线绕保险电阻LF1、整流桥DB1、金属氧化膜电阻R1(简称MBL),没有电容、芯片、电感等器件,减少线路供电损失,提高功率因数,元器件少,成本低,抗浪涌冲击能力强,长期持续工作寿命长,稳定性和可靠性得到同步提升,并且对LED发光体无压差范围限制,可以大批量可行性生产及其应用。

为实现上述目的,本发明提出了一种基于MBL驱动电路的LED发光体,包括线绕保险电阻LF1、整流桥DB1、金属氧化膜电阻R1和若干个LED发光体P1,所述整流桥DB1为全桥整流桥堆,所述整流桥DB1包括引脚1、引脚2、引脚3和引脚4,所述整流桥DB1的两个输入端分别引脚1和引脚3,所述引脚1为正极输入端,所述市电火线串联具有浪涌抑制作用的线绕保险电阻LF1接入引脚1,所述引脚3连接市电零线,所述引脚2为正极输出端,所述引脚4为负极输出端,所述引脚2串联金属氧化膜电阻R1和LED发光体P1后接入引脚4形成回路。

作为优选,所述金属氧化膜电阻R1包括镀锡铜端子线、高压放电焊接点、氧化铝陶瓷棒、镀锡铁帽、螺旋切割线、金属氧化皮膜、色环和绝缘涂料层,所述金属氧化膜电阻R1的阻值范围为0.1Ω~200kΩ,所述金属氧化膜电阻R1的精密度为±5%,所述金属氧化膜电阻R1的工作温度范围为-55℃~235℃,所述金属氧化膜电阻R1的电阻温度系数为±3×10-4/℃。

作为优选,所述线绕保险电阻LF1的精密度为±5%,所述线绕保险电阻LF1的工作温度范围为-55℃~155℃。

作为优选,所述整流桥DB1的最大正向平均整流电流为0.8A,整流桥DB1的最大峰值反向电压为600V,所述整流桥DB1的工作温度范围为-55℃~150℃。

作为优选,所述LED发光体P1包括陶瓷衬底平台、蓝色芯片和荧光胶层,所述陶瓷衬底平台上设有若干个整齐排列的蓝色芯片,所述荧光胶层位于陶瓷衬底平台的上方,且荧光胶层将蓝色芯片的上部及侧部包裹,所述LED发光体P1的正向脉冲电流为10~15mA,所述LED发光体P1的工作电压范围为2.8V~360V,所述LED发光体P1的的工作温度范围为-30℃~85℃。

作为优选,所述LED发光体P1的数量为一个及一个以上。

本发明的有益效果:本发明通过将具有浪涌抑制作用的线绕保险电阻LF1接入整流桥DB1,抗浪涌冲击能力强,避免浪涌对回路中元器件的损害;通过采用低温漂、化学稳定性好的金属氧化膜电阻R1与LED发光体P1串联在电路中,流入LED发光体P1的电流与金属氧化膜电阻R1通过分压与电阻阻值产生的回路电流相等,金属氧化膜电阻R1与LED发光体P1分压分功耗,平衡LED发光体P1两端的电压波动,补偿LED发光体P1持续工作消耗的热功耗,维持LED发光体P1的恒压恒流,保持LED发光体P1工作的稳定性,且金属氧化膜电阻R1在高温下稳定性好,耐热冲击能力强,电阻率低,提高电路安全性,延长电路寿命;通过整流桥DB1进行整流变换使之输出脉动有效直流,与金属氧化膜电阻R1相配合,避免发生金属氧化膜电阻R1在标准直流状态下由于电解导致性能不稳定的现象。

本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

【附图说明】

图1是本发明的电路原理图;

图2是本发明的一种基于MBL驱动电路的LED发光体的金属氧化膜电阻R1的内部结构示意图;

图3是本发明的一种基于MBL驱动电路的LED发光体的LED发光体P1的内部结构示意图。

图中:11-镀锡铜端子线、12-高压放电焊接点、13-氧化铝陶瓷棒、14-镀锡铁帽、15-螺旋切割线、16-金属氧化皮膜、17-色环、18-绝缘涂料层、21-陶瓷衬底平台、22-蓝色芯片、23-荧光胶层。

【具体实施方式】

参阅图1、图2和图3,本发明一种基于MBL驱动电路的LED发光体,包括线绕保险电阻LF1、整流桥DB1、金属氧化膜电阻R1和若干个LED发光体P1,所述整流桥DB1为全桥整流桥堆,所述整流桥DB1包括引脚1、引脚2、引脚3和引脚4,所述整流桥DB1的两个输入端分别引脚1和引脚3,所述引脚1为正极输入端,所述市电火线串联具有浪涌抑制作用的线绕保险电阻LF1接入引脚1,所述引脚3连接市电零线,所述引脚2为正极输出端,所述引脚4为负极输出端,所述引脚2串联金属氧化膜电阻R1和LED发光体P1后接入引脚4形成回路。

所述金属氧化膜电阻R1包括镀锡铜端子线1、高压放电焊接点2、氧化铝陶瓷棒3、镀锡铁帽4、螺旋切割线5、金属氧化皮膜6、色环7和绝缘涂料层8,所述金属氧化膜电阻R1的阻值范围为0.1Ω~200kΩ,所述金属氧化膜电阻R1的精密度为±5%,所述金属氧化膜电阻R1的工作温度范围为-55℃~235℃,所述金属氧化膜电阻R1的电阻温度系数为±3×10-4/℃。所述金属氧化膜电阻R1是由能水解的金属盐类溶液(如四氯化锡和三氯化锑)在炽热的玻璃或陶瓷的表面分解沉积而成,在短时间内可超负荷使用,化学稳定性好,电阻率较低,低温漂,金属表层散热均匀,本身是氧化物处理,在高温下极其稳定,耐热冲击能力强,其次应用在有脉动有效直流的MBL方案中,能避免应用在标准直流状态下易发生电解出现性能不稳定现象。

所述线绕保险电阻LF1的精密度为±5%,所述线绕保险电阻LF1的工作温度范围为-55℃~155℃。

所述整流桥DB1的最大正向平均整流电流为0.8A,整流桥DB1的最大峰值反向电压为600V,所述整流桥DB1的工作温度范围为-55℃~150℃。采用整流桥的目的是做全桥整流进行波形变换和抑制干扰,使之得到有效直流,如果采用整流桥后端加电容的方式,势必造成整流加滤波特性导致整流桥输出电压持续抬升,使得金属氧化膜电阻R1与LED发光体P1分压增大,金属氧化膜电阻R1两端电压抬升后,损耗加大并且电容的加入造成功率因数的降低不利于金属氧化膜电阻R1与LED发光体P1平衡分压和功耗补偿特性的体现。加入电容势必电容温升敏感和电容寿命短等不利因素。故本方案中不选用电容。

所述LED发光体P1包括陶瓷衬底平台21、蓝色芯片22和荧光胶层23,所述陶瓷衬底平台21上设有若干个整齐排列的蓝色芯片22,所述荧光胶层23位于陶瓷衬底平台21的上方,且荧光胶层23将蓝色芯片22的上部及侧部包裹,所述LED发光体P1的正向脉冲电流为10~15mA,所述LED发光体P1的工作电压范围为2.8V~360V,所述LED发光体P1的的工作温度范围为-30℃~85℃。所述LED发光体P1的数量为一个及一个以上。

本发明的工作过程:

本发明一种基于MBL驱动电路的LED发光体在工作过程中,输入交流通过输入线和线绕保险电阻LF1接入整流桥DB1,线绕保险电阻LF1对输入交流有浪涌抑制特性,通过整流桥DB1进行整流变换使之输出脉动有效直流,再接入金属氧化膜电阻R1,利用有效直流特性流过金属氧化膜电阻R1并接入负载LED发光体P1到整流桥DB1负极形成完整电路回路(本实施例中金属氧化膜电阻R1与LED发光体P1的位置可互换)。此时LED发光体P1参与电路整体结构并进入持续点亮工作状态,由于LED发光体P1与金属氧化膜电阻R1串联,金属氧化膜电阻R1两端产生分压,通过分压与电阻阻值产生串联回路电流,由于金属氧化膜电阻R1与LED发光体P1串联且流入LED发光体P1的电流等于金属氧化膜电阻R1通过分压与电阻阻值产生的回路电流。由此金属氧化膜电阻R1参与电流设定与LED发光体P1分压分功耗。由于LED发光体P1是需要理想状态下的恒压恒流特性且LED发光体P1持续工作会产生热功耗影响LED发光体P1两端电压波动,所以采用金属氧化膜电阻R1与LED发光体P1相互配合,金属氧化膜电阻R1起到平衡分压限流和功耗补偿,保持LED发光体P1工作的稳定性。

本实施例所述电路支持交流输入和直流输入,且直流输入有无极性矫正功能,直流输入经过整流桥DB1,由于整流桥DB1内部由四路二极管组成,直流输入有正负极经过四路二极管电路转换可以固定输出指定端口正负关系,故直流输入不分极性,此工作过程称为直流输入无极性矫正功能,也称为盲插,不用区分直流输入正负极,这样可以避开常规电路设计对直流输入的正负极区分,避免误操作,有利于快速识别。

整体电路结构和产品应用特性及元器件特征应用的结合,没有电容、芯片、电感等器件,使MBL驱动电路的功率因数大于0.9,元器件少,成本低,抗冲击能力强,长期持续工作寿命长,稳定性和可靠性得到同步提升,并且对LED发光体无压差范围限制,可以大批量可行性生产及其应用。

上述实施例是对本发明的说明,不是对本发明的限定,任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

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