一种新型LED照明替换光源
阅读：580发布：2020-05-11
专利汇可以提供一种新型LED照明替换光源专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及LED照明技术领域，特别涉及一种LED照明替换 光源 ；包括 灯头 、 LED灯 组和驱动 电路 ，驱动电路包括一个恒流电路，该恒流电路由晶闸管移相电路或线性 限幅 电路构成，接于灯头和LED灯组之间，并与 气体放电灯 镇流器 配合工作，将镇流器工作时输至LED灯组的功率限定在原有光源30—80％的范围内；本发明可在不改变现有 灯具 的条件下，直接替换电感镇流的 荧光 灯管 或HID 灯泡 ；本发明充分利用灯具原有镇流器的降压限流功能，简化了LED驱动电路的结构，它同时具备成本低、效率高、可靠性高、寿命长、可适应恶劣环境、谐波含量低、功率因数高、无 电磁干扰 、可频繁启闭、启动冲击 电流 小的优点。，下面是一种新型LED照明替换光源专利的具体信息内容。
1.一种新型LED照明替换光源，其特征在于，所述新型LED照明替换光源包括：
灯头(30)、LED灯组(31)和驱动电路(32)，所述驱动电路(32)包括一个恒流电路(2)，所述恒流电路(2)由晶闸管移相电路或线性限幅电路构成，并接于所述灯头(30)和LED灯组(31)之间。
2.根据权利要求1所述的新型LED照明替换光源，其特征在于，所述恒流电路(2)由晶闸管移相电路构成，包括晶闸管交流调压电路(3)和晶闸管控制电路(4)，所述晶闸管交流调压电路(3)包括晶闸管(11)，所述晶闸管(11)的两个主电极串联于所述灯头(30)和LED灯组(31)之间。
3.根据权利要求2所述的新型LED照明替换光源，其特征在于，所述晶闸管控制电路(4)包括光耦合器(5)、光耦合器分流电阻(6)、光耦合器滤波电容(7)、触发二极管(8)、充电电容(9)和充电电阻(10)，充电电容和充电电阻(10)串联后与晶闸管(11)的两个主电极并联，充电电容(9)和充电电阻(10)的串联中心点通过触发二极管(8)接晶闸管(11)控制极；所述光耦合器(5)的输出端并联于晶闸管(11)的阴极和控制极之间；所述光耦合器(5)的输入端与光耦合器分流电阻(6)以及光耦合器滤波电容(7)并联后与所述LED灯组串联。
4.根据权利要求2所述的新型LED照明替换光源，其特征在于，所述晶闸管控制电路(4)包括负反馈电阻(12)、平波电容(13)、触发电阻(14)、充电电容(9)和恒流二极管(15)，负反馈电阻(12)与平波电容(13)并联后一端接在晶闸管(11)的阴极、另一端与充电电容(9)的一端连接；充电电容(9)的另一端和恒流二极管(15)联接后接晶闸管(11)的阳极；充电电容(9)和恒流二极管(15)的连接点通过触发电阻(14)接晶闸管(11)控制极。
5.根据权利要求1所述的新型LED照明替换光源，其特征在于，所述恒流电路(2)由线性限幅电路构成，包括晶体管线性恒流电路(19)和触发二极管(29)，所述晶体管线性恒流电路(19)和触发二极管串联于所述灯头(30)和LED灯组(31)之间。
6.根据权利要求1所述的新型LED照明替换光源，其特征在于，所述LED照明替换光源为LED荧光灯管，该LED荧光灯管同侧灯头的两个引脚短接。
7.根据权利要求1所述的新型LED照明替换光源，其特征在于，所述LED照明替换光源为替换HID灯泡的LED灯泡，所述HID灯泡为高压汞灯、高压钠灯或金属卤化物灯灯泡。
一种新型LED照明替换光源
技术领域
背景技术
[0002] LED光源寿命长、光效高、可频繁启闭、能大范围调光，LED照明技术作为一种绿色照明技术有望取代传统的气体放电灯和白炽灯，为社会节约大量能源。对于最常用的荧光灯和HID灯，人们很希望有一种LED照明替换光源，可以直接代替传统荧光灯管或HID灯泡，同时不需要改变或更换既有灯具，这样可最大限度地降低节能改造的工程量和成本，然而现有技术制造这样的照明替换光源存在两方面问题：
[0003] 首先是传统灯具中镇流器处置麻烦。LED采用市电供电时必须通过专门设计的驱动电路，而传统荧光灯管或HID灯泡均属气体放电光源，灯具中都设有专用的镇流器，如果用LED光源直接代替传统荧光灯管或HID灯泡，必须将既有光源的镇流器改换成专用的LED驱动器，然而传统光源的镇流器等光源电器都采用固定安装，且分散在每一个灯具中，拆卸镇流器还需要改动接线，十分麻烦，改造成本高。其次是现有技术的LED驱动装置性能不够完善，很难同时做到低成本、高效率、长寿命和高可靠性；例如常用的电容降压驱动电路体积小、成本低，然而启动冲击电流大、不能频繁启闭、恒流特性差且功率因数低；另一种电阻限流驱动电路成本低、体积小，易于调光，然而效率很低，不能发挥LED光源的节能优势；最常用的是高频开关电源类驱动电路，这类电路控制方法、拓扑结构种类多样，效率高、恒流特性好，然而这类电路必须使用电解电容器等易损部件，加上结构复杂，可靠性和使用寿命不佳，实际使用寿命仅2—4年，有公司推出了不用电解电容器的高频开关电源驱动装置，但价格过于高昂；此外还存在成本高、谐波含量高、电磁干扰大、启动冲击电流大、不能适应恶劣环境的缺点。
[0004] 为解决上述问题，中国专利CN200910100298公开了一种LED荧光灯管，该灯管使用具有恒流功能的斩波型开关电源驱动电路，该开关电源的参数设计成能够兼容传统荧光灯具中的电感镇流器，该LED荧光灯管工作时原有电感镇流器串联在回路中起滤波器的作用，因此该技术的LED荧光灯管可直接替换传统荧光灯管而需要改变既有灯具，仿造该技术也可制造出直接替换传统HID灯泡的LED照明替换光源，然而该技术使用开关电源驱动电路，因此仍旧存在成本高、寿命短、谐波含量高、电磁干扰大、不能适应恶劣环境的缺点。
[0005] 中国专利CN200910004749公开了一种LED荧光灯管，该灯管巧妙利用了原有电感镇流器的限流降压功能，以及LED元件与气体放电光源伏安特性相似的特点，直接利用镇流器来驱动LED灯组，该技术将LED灯组的电压和电流设定成和相同规格荧光灯管相同，这样就能直接利用镇流器的限流降压功能来驱动LED灯组，仿造该技术也可制造出直接替换传统HID灯泡的LED照明替换光源，该技术省去了技术不够完善的LED驱动电路，又充分利用了既有的光源电器，大幅降低了制造和改造成本，然而该方案的缺点也很明显：为了让LED灯组与原有镇流器匹配，LED灯组的功率必须与传统荧光灯管相近，这样就无法起到明显节能效果；其次是电感镇流器恒流性能差，当电源电压变化10％时电流变化可达15—25％，这将严重影响LED元件的寿命。
发明内容
[0006] 本发明针对上述技术问题，提供了一种LED照明替换光源，本发明LED照明替换光源解决上述技术问题所采用的技术方案为：
[0007] 一种LED照明替换光源，其中，所述LED照明替换光源包括：
[0008] 灯头、LED灯组和驱动电路，所述驱动电路包括一个恒流电路，所述恒流电路由晶闸管移相电路或线性限幅电路构成，并接于所述灯头和LED灯组之间。恒流电路与气体放电灯电感镇流器配合工作，将镇流器工作时输至LED灯组的功率限定在原有光源30—80％的范围内；所述的恒流电路工作于120Hz以下的频率，其内部不含有高频振荡电路。
[0009] 优选，上述的LED照明替换光源，其中，所述恒流电路由晶闸管移相电路构成，包括晶闸管交流调压电路和晶闸管控制电路，所述晶闸管交流调压电路包括晶闸管，所述晶闸管的两个主电极串联于所述灯头和LED灯组之间。
[0010] 优选，上述的LED照明替换光源，其中，所述晶闸管控制电路包括光耦合器、光耦合器分流电阻、光耦合器滤波电容、触发二极管、充电电容和充电电阻，充电电容和充电电阻串联后与晶闸管的两个主电极并联，充电电容和充电电阻的串联中心点通过触发二极管接晶闸管控制极；所述光耦合器的输出端并联于晶闸管的阴极和控制极之间；所述光耦合器的输入端与光耦合器分流电阻以及光耦合器滤波电容并联后与所述LED灯组串联。
[0011] 优选，上述的LED照明替换光源，其中，所述晶闸管控制电路包括负反馈电阻、平波电容、触发电阻、充电电容和恒流二极管，负反馈电阻与平波电容并联后一端接在晶闸管的阴极、另一端与充电电容的一端连接；充电电容的另一端和恒流二极管联接后接晶闸管的阳极；充电电容和恒流二极管的连接点通过触发电阻接晶闸管控制极。
[0012] 优选，上述的LED照明替换光源，其中，所述恒流电路由线性限幅电路构成，包括晶体管线性恒流电路和触发二极管，所述晶体管线性恒流电路和触发二极管串联于所述灯头和LED灯组之间。
[0013] 优选，上述的LED照明替换光源，其中，所述LED照明替换光源为LED荧光灯管，该LED荧光灯管同侧灯头的两个引脚短接。
[0015] 上述技术方案具有如下优点或有益效果：
[0016] 本发明LED照明替换光源可在不改变现有灯具的条件下，直接替换电感镇流的荧光灯管或HID灯泡；本发明充分利用灯具原有镇流器的降压限流功能，简化了LED驱动电路的结构，它同时具备成本低、效率高、可靠性高、寿命长、可适应恶劣环境、谐波含量低、无电磁干扰、可频繁启闭、启动冲击电流小的优点，此外它还能做到调光方便、能够适应普通晶闸管调光装置的优点。附图说明
[0017] 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
[0018] 图1是本发明LED照明替换光源的内部结构示意图；
[0019] 图2是另一种本发明LED照明替换光源的内部结构示意图；
[0020] 图3是本发明LED照明替换光源第一个实施例的电路原理图；
[0021] 图4是本发明LED照明替换光源第二个实施例的电路原理图；
[0022] 图5是本发明LED照明替换光源第三个实施例的电路原理图。
具体实施方式
[0023] 下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的说明，但是不作为本发明的限定。
[0024] 实施例一：
[0025] 参看图1，这是本发明第一个实施例的LED照明替换光源的内部结构示意图，本实施例是一个用于替换HID灯泡的LED灯泡，原有的HID灯泡可以是高压钠灯、汞灯或金属卤化物灯泡。它包括灯头30、LED灯组31和驱动电路32；图3是本发明第一个实施例的电路原理图，本实施例的驱动电路32包括一个恒流电路2，该恒流电路接于所述照明替换光源的灯头和LED灯组之间，所述恒流电路与气体放电灯镇流器配合工作，将镇流器工作时输至LED灯组的电流限定在一个设定的范围内。
[0026] 具体的如图3所示，本实施例恒流电路采用晶闸管移相电路，由一个晶闸管交流调压电路3和晶闸管控制电路4构成，该晶闸管交流调压电路包括双向的晶闸管11，该晶闸管的两个主电极串联于LED照明替换光源的灯头30和LED灯组31之间。本实施例的晶闸管控制电路包括光耦合器5、光耦合器分流电阻6、光耦合器滤波电容7、触发二极管8、充电电容9和充电电阻10，充电电容9和充电电阻10串联后与晶闸管11的两个主电极并联，充电电容9和充电电阻10的串联中心点通过触发二极管8接晶闸管11控制极；光耦合器5的输出端并联于晶闸管11的阴极和控制极之间；光耦合器5的输入端与光耦合器分流电阻6以及光耦合器滤波电容7并联后与LED灯组串联；由于本实施例的驱动电路输出的是交流电流，因此该LED灯组由两组反向并联的LED灯串构成。
[0027] 我们知道，LED是一种具有和普通二极管相似伏安特性的器件，当通过一定电流时，其两端的电压基本不随电流大小的改变而改变，也就是说，LED是一种电流控制型器件，为保证LED灯组的正常工作，必须控制流过LED元件的电流在合适的范围以内。基于这个原因，LED元件无法直接并联在市电上使用，因为市电电压以工频频率波动且不很稳定，如直接将LED元件并联在市电上使用将会导致LED因过电流而迅速烧毁。LED驱动电路的作用就是为LED元件提供一个电流较稳定的电源，当市电电压波动、或其他外界条件改变时，其输至LED的电流能稳定在一个设定的范围内，或者不超过一个设定值，使所接的LED灯组能够正常工作。在市电应用场合最简单的驱动电路就是采用一个正伏安特性的元件或具有恒流特性的元件，如电阻、电容、恒流二极管等，和所接的LED元件相串联，这样就可以保证流过LED的电流相对稳定，使LED正常工作，中国专利CN200910004749公开的LED荧光灯管就是利用了灯具既有镇流器的限流降压功能，直接利用镇流器的限流降压功能来驱动LED灯组，仿造该技术也可制造出直接替换传统HID光源的LED灯泡，该技术省去了技术不够完善的LED驱动电路，又充分利用了既有的光源电器，大幅降低了制造和改造成本，然而该方案的缺点也很明显：为了让LED灯组与原有镇流器匹配，LED灯组的功率必须与传统荧光灯管相近，这样就无法起到明显节能效果；其次是电感镇流器恒流性能差，当电源电压变化10％时电流变化可达15—25％，这将严重影响LED元件的寿命。
[0028] 利用电感镇流器的限流降压功能在一定程度上可以驱动LED灯组，但有所欠缺，因此必须设计一个辅助电路，该电路首先能将电感镇流器输送至LED灯组的功率降低，因为使用LED照明的根本原因在于节能，用户希望在保持原有灯具亮度的同时消耗较少的电能，因此本发明的LED灯组的实际功率必须比原有灯具降低一定幅度，该辅助电路能将电感镇流器输至LED灯组的功率降低一定的幅度；其次该辅助电路要具备稳定电流的功能，LED元件需要在恒流环境下运行，而电感镇流器恒流性能差，不容易满足LED元件的恒流要求，因此该辅助电路必须必须具备恒流功能，当电源电压或外部条件改变时，该电路能使流过LED元件的电流恒定在某一个设定范围内，或不超过规定的最大值。本方案中的LED驱动电路就是具备上述功能的辅助电路，它包括一个恒流电路，该恒流电路由双向晶闸管交流调压电路和相应的晶闸管控制电路构成，我们知道晶闸管交流调压电路是一种通过改变串接在电路中晶闸管的控制角，从而改变输出电压的电路，本实施例通过晶闸管交流调压电路的斩波调压功能，一方面降低镇流器和LED灯组两端的电压，起到降低镇流器输至LED灯组的功率的作用；另一方面起到稳定LED元件两端的电压、进而稳定电流的作用。本实施例的晶闸管控制电路由光耦合器、光耦合器分流电阻、光耦合器滤波电容、触发电阻、充电电容和充电电阻构成，其中触发二极管、充电电容和充电电阻构成的是一种典型的晶闸管交流调压电路的触发电路，通过充电电容、充电电阻形成的时间常数，对晶闸管进行移相触发；光耦合器、光耦合器分流电阻5和光耦合器滤波电容构成控制电路，当流过LED元件的电流增大时，光耦合器一次侧电流增加，导致二次侧输出电阻减小，这使得充电电容的充电时间延长，从而使晶闸管的控制角增大，使该晶闸管交流调压电路的输出电压降低，抑制了流过LED元件的电流的增加；反过来，当输出端电压降低、电流减小时，该晶闸管控制电路使晶闸管的控制角减小，使该晶闸管交流调压电路的输出电压升高，抑制了电流的减小，稳定了流过LED元件的电流。本实施例的晶闸管调压电路以及晶闸管控制电路虽然结构简单，但恒流效果较好，当电源电压变化10％时，电流变化率可小于5％，满足LED元件长期正常工作的需要。灯具外部镇流器的参数会因为灯种及功率不同有所不同，但本实施例LED元件的电流和功率能在晶闸管的控制下大范围快速调整，因此适应不同灯具的能力较强。本实施例的晶闸管调压电路以及晶闸管控制电路可以适当改变，例如触发二极管可串联一个限流电阻、光耦合器一次侧可串联限流电阻等等。此外由于晶闸管交流调压电路对于工频呈感性，因此能够很好地兼容常规晶闸管调光装置或串联电感式调光装置，当通过降低输入端电压进行调光时，由于该晶闸管控制电路仅能在一定范围内改变晶闸管的控制角，因此只要降低输入端电压达到一定幅度，就能起到明显的调光作用。另外考虑到普通晶闸管调光装置的触发可能受本实施例晶闸管调压电路的干扰，可在本实施例晶闸管两个主电极两端或灯头两端并联一个电阻，保证晶闸管调光装置的正常工作。本方案充分利用了HID灯原有镇流器的降压限流功能来驱动LED元件，其自身的驱动电路仅是一个在原有镇流器基础上进一步限定电流、功率的辅助电路，因此本方案中的LED驱动电路结构十分简单，成本十分低廉。
[0029] 此外由于本发明的恒流电路能将电感镇流器输至LED灯组的功率降低，因此LED灯组的额定电流可以设计的比原来的气体放电灯泡小，这样流过镇流器的电流减小，电感镇流器的损耗与电流平方呈正比，因此本发明能有效降低镇流器的损耗，降低镇流器温升，提高灯具的工作效率和寿命。最后要注意，由于恒流电路、电感镇流器和LED灯串三者串联，因此如果灯串串联数量较少、电压较低，则恒流电路分担的电压较大，恒流电路的晶闸管额定电流下的控制角也应取的大一些；如果灯串串联数量较多、电压较高，则恒流电路上分担的电压较小，恒流电路的晶闸管额定电流下的控制角可取小一些，但灯串串联数量较多会使恒流电路上分担的电压过小，会影响恒流性能以及输入电流谐波指标。为进一步保证本实施例的性能指标，LED灯串的额定电压宜在额定电源电压的20％—75％之间，LED灯串的功率在原有光源的30—80％之间，以达到在亮度不变的条件下降低功耗的目的。
[0030] 本实施例的有益效果在于：本实施例充分利用了HID灯原有的镇流器，可以在不改变现有灯具的条件下，直接替换电感镇流的HID灯泡，节能改造十分方便；本实施例充分利用了HID灯原有的镇流器的降压限流功能，简化了LED驱动电路的结构，即充分利用了既有的光源电器，又降低了驱动电路的成本，本实施例的LED驱动电路采用晶闸管交流调压电路，晶闸管交流调压电路及其控制电路元件较少，最少仅7个元件，且均是常用元件，因此本实施例成本很低，单位功率的成本可控制在0.1元/W以下，只有开关电源类驱动装置的十分之一左右；本实施例流过LED元件的电流能在晶闸管的控制下大范围调整，因此适应不同灯具的能力较强；本实施例的恒流电路不采用阻性耗能元件来稳流，晶闸管的开关损耗又远低于采用PWM控制的开关电源类电路，电感镇流器由于流过的电流减小使损耗大幅减小，因此驱动电路的整体效率较高，整个驱动电路包括外部镇流器的总体效率可达80—92％；本实施例呈感性，因此可以方便地通过并联补偿电容达到高功率因数，可以兼容原有的补偿电容；也可以方便地兼容常规晶闸管调光装置或串联电感式调光装置，调光十分方便，而开关电源类驱动电路要达到高功率因数或兼容常规调光装置需要增加高昂成本；本实施例的LED驱动电路元件少、不含特殊控制芯片且工作在低频状态，因此电路结构简单、可靠性高、故障率低、调试维修方便、寿命长、可适应恶劣环境，又因为降低了电感镇流器的温升，又延长了电感镇流器以及整个灯具的寿命，其寿命远长于采用开关电源或电容降压类驱动电路的LED照明替换光源；本实施例的LED驱动电路工作在低频状态，不含高频大功率振荡电路，因此无电磁干扰，电路中的电容元件也不易因承受高频电流而损坏；本实施例采用既有的电感镇流器作降压限流元件，因此能有效抑制高次谐波，衰减LED工作时注入电网的谐波电流，可使谐波指标达到或超过采用APFC电路的开关电源的水平；另外由于电感镇流器电感量较大，而电感电流不能突变，本实施例启动时无冲击电流，可频繁启闭而不影响灯具的寿命。
[0031] 实施例二：
[0032] 参看图2，这是本发明第二个实施例的内部结构示意图，图4是本发明第二个实施例的电路原理图，本实施例的驱动电路32包括一个恒流电路2，该恒流电路接于所述照明替换光源的灯头和LED灯组之间，所述恒流电路与气体放电灯镇流器配合工作，将镇流器工作时输至LED灯组的电流限定在一个设定的范围内。
[0033] 本实施例的恒流电路由一个晶闸管交流调压电路3和晶闸管控制电路4构成，本实施例的灯头上还接有一个整流桥28，该整流桥的交流侧接灯头，直流侧接恒流电路与LED灯串，本实施例的恒流电路通过整流桥28串联于灯头和LED灯串之间。本实施例的晶闸管交流调压电路3包括单向的晶闸管11，该晶闸管的两个主电极串联在整流桥28的直流侧和LED灯串之间。晶闸管控制电路4包括负反馈电阻12、平波电容13、触发电阻14、充电电容9和恒流二极管15，负反馈电阻12与平波电容13并联后一端接在晶闸管11的阴极、另一端与充电电容9的一端连接；充电电容9的另一端和恒流二极管15联接后接晶闸管11的阳极；充电电容9和恒流二极管15的连接点通过触发电阻14接晶闸管11的控制极。此外，本实施例的LED灯组接有死灯复明电路，死灯复明电路由至少2个晶闸管构成，所述晶闸管的阳极和控制极之间均接有压敏元件；所有晶闸管均串联后并联在LED灯组的两端，晶闸管串联的连接点与LED灯组中相应LED元件串联的连接点相连。
[0034] 本实施例同样利用HID灯原有电感镇流器的降压限流功能，加上LED驱动电路中恒流电路的稳定电流、衰减功率功能，为LED灯串提供合适的工作电流。本方案恒流电路接在整流桥的直流侧，这样可以使用单相晶闸管，晶闸管控制电路能稍简单一些。本方案中恒流电路的工作原理与实施例一类似，也是通过晶闸管交流调压电路的斩波调压功能，起到稳定LED灯串电流的作用。如图4，本实施例的晶闸管控制电路包括负反馈电阻12、平波电容13、触发电阻14、充电电容9和恒流二极管15，负反馈电阻12与平波电容13并联后一端接在晶闸管11的阴极、另一端与充电电容9的一端连接；充电电容9的另一端和恒流二极管15联接后接晶闸管11的阳极；充电电容9和恒流二极管15的连接点通过触发电阻14接晶闸管11控制极。晶闸管控制电路的触发电阻14、充电电容9、负反馈电阻12、平波电容13和恒流二极管15起到控制和触发晶闸管的作用，通过充电电容、恒流二极管对晶闸管进行移相触发；负反馈电阻和平波电容起控制电压作用，当输出端电压升高、电流增大时，负反馈电阻和平波电容两端电压增加，由于充电电容通过恒流二极管以恒定电流充电，充电电容又必须充电到超过负反馈电阻以及晶闸管控制极最小触发电压后才能触发晶闸管，因此当负反馈电阻的端电压增加后，充电电容的充电时间常数延长，导致晶闸管的控制角增大，抑制了输至LED灯串电流的增加，稳定了流过LED元件的电流。当然本实施例的晶闸管调压电路以及晶闸管控制电路也可适当改变，例如触发电阻可由触发二极管或压敏电阻代替、恒流二极管可由场效应管代替等，晶闸管控制电路也可由其他具有类似功能的电路构成。与实施例一相似，本方案能很好地兼容常规晶闸管调光装置或串联电感式调光装置，当通过降低输入端电压进行调光时，由于该晶闸管控制电路仅能在一定范围内改变晶闸管的控制角，因此只要降低输入端电压一定幅度，就能起到明显的调光作用。因此另外考虑到普通晶闸管调光装置的触发可能受本实施例晶闸管调压电路的干扰，可在本实施例晶闸管两个主电极两端或灯头两端并联一个电阻，保证晶闸管调光装置的正常工作。灯具外部镇流器的参数会因为灯种及功率不同有所不同，但本实施例的电流能在晶闸管的控制下大范围快速调整，因此适应不同灯具的能力较强。本实施例的负反馈电阻也可采用PTC热敏电阻，这样环境或灯具温度升高时热敏电阻阻值增加，使晶闸管控制角增大，电流减小，可保护LED元件不受高温损坏并扩大照明替换光源的使用温度范围。本方案同样利用了HID灯原有镇流器的降压限流功能来驱动LED元件，其自身的驱动电路仅是一个在原有镇流器基础上进一步限定电流、功率的辅助电路，因此本方案中的LED驱动电路结构十分简单，成本十分低廉。
[0035] 本实施例的LED灯串上还接有特殊的死灯复明电路，该电路由诺干晶闸管构成，LED元件由于单个电压仅几伏，一般需要多个串联使用才能达到足够的功率，如果一串中的某个元件开路，则整个灯串都会不亮，死灯复明电路用于在某个LED元件开路时自动短接该故障元件，让灯串仍能正常发光。该电路由一串晶闸管串联构成，晶闸管的阳极和控制极之间均接有压敏元件；所有的晶闸管均串联后并联在LED灯串的首端和末端，晶闸管串联的连接点与LED灯串中相应LED串联的连接点相连，这样，如果某个LED元件开路损坏，则驱动电路输出的所有电压均加在该元件两端，与该元件相并联的晶闸管上的压敏元件击穿导通，触发晶闸管导通，从而短接掉故障的LED元件，使完好的元件继续发光。压敏元件可采用压敏电阻、瞬态电压抑制二极管或稳压二极管等，为了适当降低成本，死灯复明电路中的晶闸管不宜太多，一般采用2—10个，将LED灯串也相应分成2—10串对应相接，例如有30个LED元件，可以分成6串，死灯复明电路中的晶闸管也设置6个，当一个元件开路时该元件所在的一串5个LED全部被短路，整个灯组仅剩下25个元件发光，虽然浪费了4个完好元件，却降低了死灯复明电路的成本。死灯复明电路的晶闸管也可采用硅双向开关代替，电流较小的产品还可以用稳压二极管或触发二极管代替，可适当简化电路，原理是相同的，注意死灯复明电路中的压敏元件的击穿电压不能高于驱动电路的空载输出电压。另外与实施例一相同，为进一步保证本实施例的性能指标，所接LED灯串的额定电压宜在额定电源电压的20％—75％之间。
[0036] 本实施例的有益效果在于：本实施例充分利用了HID灯原有的镇流器，可以在不改变现有灯具的条件下直接替换电感镇流的HID灯泡，节能改造十分方便；本实施例充分利用了HID灯原有的镇流器的降压限流功能，简化了LED驱动电路的结构，即充分利用了既有的光源电器，又降低了驱动电路的成本，本实施例的LED驱动电路元件少且均是常用元件，成本很低，单位功率的成本可控制在0.1元/W以下；本实施例的恒流电路不采用阻性耗能元件来稳流，晶闸管的开关损耗很小，电感镇流器由于流过的电流减小使损耗大幅减小，因此驱动电路的整体效率较高，整个驱动电路包括镇流器的总体效率可达80—92％；本实施例呈感性，因此可以方便地通过并联补偿电容达到高功率因数，可以兼容原有的补偿电容，也可方便地兼容常规晶闸管调光装置或串联电感式调光装置，调光十分方便；本实施例的LED驱动电路元件少、不含特殊控制芯片且工作在低频状态，因此电路结构简单、可靠性高、故障率低、调试维修方便、寿命长、可适应恶劣环境，又因为降低了电感镇流器的温升，又延长了电感镇流器以及整个灯具的寿命；本实施例的LED驱动电路工作在低频状态，不含高频大功率振荡电路，因此无电磁干扰，电路中的电容元件也不易因承受高频电流而损坏；本实施例采用电感镇流器作降压限流元件，因此能有效抑制高次谐波，衰减LED工作时注入电网的谐波电流，可使谐波指标达到或超过采用APFC电路的开关电源的水平；另外由于电感镇流器电感量较大，而电感电流不能突变，本实施例启动时无冲击电流，可频繁启闭而不影响灯具的寿命；本实施例还采用了特殊的死灯复明电路，当灯串中部分元件损坏开路后可使剩下的元件继续工作，进一步提高了工作可靠性。
[0037] 实施例三：
[0038] 参看图2，这是本发明第三个实施例的LED照明替换光源的内部结构示意图，图5是其电路原理图，本实施例是一个LED荧光灯管，它包括灯头30、LED灯组31和驱动电路32；本实施例的驱动电路32包括一个恒流电路2，该恒流电路接于所述照明替换光源的灯头和LED灯组之间，所述恒流电路与镇流器配合工作，将镇流器工作时输至LED灯组的电流限定在一个设定的范围内。
[0039] 本实施例的恒流电路由线性限幅电路构成，包括一个晶体管线性恒流电路19和一个触发二极管29，整个恒流电路通过一个整流桥28串接在两个灯头的灯脚引出端和LED灯串之间(灯管同侧灯头的两个灯脚短接后各引出一路与驱动电路相连)。其中触发二极管串联在整流桥的交流侧和灯头之间，晶体管线性恒流电路串联在整流桥的直流侧和LED灯串之间，该整流桥的直流侧还并联有平波电容器21；本实施例设有3组晶体管线性恒流电路和3组LED灯串，该晶体管线性恒流电路采用恒流二极管15构成。
[0040] 本方案恒流电路衰减镇流器输出功率的功能采用触发二极管实现，利用触发二极管的负阻抗伏安特性，对交流电流进行移相斩波，当回路中交流电压从零开始上升、当电压低于触发二极管的击穿电压时，触发二极管不导通，回路无电流；当电压高于触发二极管的击穿电压时，触发二极管击穿导通，阻抗减小到接近于零，回路开始通过电流，利用触发二极管的这种性能，可以对交流电流进行移相斩波，起到类似于晶闸管交流调压电路的调压功能，这样就可以利用触发二极管对回路进行分压限流，起到降低镇流器输至LED灯串功率的作用；另外，该触发二极管也可以并联一个电阻或电容，可以防止触发二极管受电源谐波干扰误导通，提高其工作稳定性。触发二极管也可采用一个阳极和控制极之间并联压敏元件的晶闸管，或是晶闸管交流调压电路代替，原理是相似的；本方案的触发二极管也可以由电感器代替，原理不同但能起到同样的限制功率的作用。本方案恒流电路稳定电流的作用直接通过恒流二极管实现，通过恒流二极管起到恒定电流、不使输出电流超出额定值的作用。恒流二极管是阻性元件，在恒流工作区工作时会消耗一定有功功率，但是本发明的恒流电路与外部镇流器以及触发二极管配合工作，一方面利用触发二极管以及外部镇流器的阻抗起到分压限流作用，另一方面整流桥直流侧的平波电容器大幅平滑了输至LED的纹波电流，因此在LED工作电流正常时恒流二极管上分得的电压可以很小，损耗也很小，只有电源电压过高等异常情况下，恒流二极管为了限定电流两端的电压才会较高使损耗增加，本方案的恒流二极管正常状态损耗很小，不像普通电阻驱动电路完全依靠阻性元件来限流限幅、平滑电流波形，在正常状态下损耗也较大。本实施例采用3组恒流二极管分别接3组LED灯串，当一组损坏后其他两组可继续工作，可靠性较高，当然本实施例也接更多组的恒流电路和LED灯串。此外，本实施例的触发二极管在交流电路中呈感性，同样能很好地兼容常规晶闸管调光装置或串联电感式调光装置。为保证性能，本实施例的恒流电路所接LED灯串的额定电压宜在额定电源电压的20％—70％之间，触发二极管的击穿电压宜是电源电压有效值的0.2—1.2倍之间。本实施例还设计了LED损坏切除电路25构成，LED灯组中如果一个开路，整个灯具就会失效，此时通过LED损坏切除电路25中每个LED元件上并联的压敏电阻26与晶闸管27，一旦一个LED开路，电源电压就会集中到故障LED并联的压敏电阻26上.从而击穿26触发晶闸管27导通，短接故障LED，使剩下的灯组能继续发光。
[0041] 另外要说明的是恒流二极管作为恒流电路可以有多种接法，本实施例中恒流二极管接在平波电容器与LED元件之间，这样流过恒流二极管的电流为较平稳的直流电流，恒流二极管上的损耗比较小，恒流二极管还可以限制平波电容器的放电电流，防止LED灯串接触不良时产生冲击电流损坏LED。如果恒流二极管串联在交流回路中，或是驱动电路中无平波电容器，这时恒流二极管主要限制回路中电流的峰值，控制电流有效值的能力较差；这种情况下可以在恒流二极管两端并联滤波电容器，此时恒流二极管主要限制回路中电流的有效值，控制电流峰值的能力较差，可根据具体情况选择恒流二极管的接法。根据公知技术,本方案的恒流二极管也可用场效应管或三极管来扩流，或采用三极管构成的恒流电路等其他晶体管电路来代替。
[0042] 本实施例的有益效果在于：本实施例同样可在不改变现有灯具的条件下直接替换电感镇流的HID灯泡，节能改造十分方便；本实施例充分利用了原有荧光灯镇流器的降压限流功能，简化了LED驱动电路的结构，降低了驱动电路的成本，本实施例的恒流电路采用稳流性能极好的恒流二极管，因此恒流性能极好；本实施例每个恒流电路仅使用一个恒流二极管，几组恒流电路又合用一个触发二极管来分压限流，因此各部分元件体积小，成本低廉，可使驱动电路的成本进一步降低；本实施例的恒流元件虽然是阻性耗能元件，但正常状态工作时损耗很小，效率优于采用电阻驱动电路的LED照明替换光源；本实施例呈感性，可方便地补偿到高功率因数，也可以很好地兼容常规调光装置，调光十分方便；本实施例的LED驱动电路元件少，电路结构简单，因此故障率低、寿命长、可适应恶劣环境；采用几组恒流二极管分别接多组LED灯串，当一组损坏后其他几组可继续工作，进一步提高了可靠性；本实施例的LED驱动电路不含高频大功率振荡电路，无电磁干扰，电容元件不会因高频电流持续作用而损坏；本实施例利用电感镇流器抑制高次谐波，与普通开关电源类驱动电路相比，输入电流谐波含量不到其的70％，由于电感电流不能突变，本实施例启动时无冲击电流，可频繁启闭而不影响LED和驱动装置的寿命。
[0043] 以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
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