[发明专利]AC LED照明灯的电路结构

说明书

技术领域

本发明公开了一种不用整流驱动电源，直接采用交流电就可以工作的交流LED照明灯的电路结构(以下简称AC LED照明灯的电路结构)，属于半导体LED固态发光照明的技术领域。 

背景技术

LED即半导体发光二极管的问世，开创了半导体照明材料的新纪元，进而引发了一场用半导体照明取代白炽灯、日光灯等传统照明产业的全球性革命。LED是国际公认的下一代固态照明光源，具有节能、高效、长寿命、绿色环保、无辐射的显著特点，其电力消耗仅为传统光源的十分之一，寿命长达10万小时。国内外专家预言：半导体照明产业将是21世纪最大、最活跃的高科技产业之一，在经济竞争及国家安全方面具有极其重要的意义。在全球范围内的普通照明领域，半导体照明将逐步取代现有白炽灯和荧光灯，从而引发照明工业的新飞跃，给社会带来巨大的能源和环保效应。 

这里，LED光源长达10万小时的寿命给人们带来无限的遐想，但是LED照明的实际应用却让人大跌眼镜，大多数LED灯具的实际使用寿命不足一年，即使是超过一年的其光效也大打折扣。究其原因，目前充斥市场的LED灯具，除了一部分是因为采用了低质量的LED芯片和产品散热设计不合理以外，大多数LED灯具的实际寿命之所以远远低于其理论寿命值的最主要问题是直流驱动电源寿命太短。 

LED是半导体固体光源，应用LED最基本的技术要素就是必须满足它的VF(正向电压)和IF(正向电流)需求，通俗的说就是要用有一定稳定精度的直流电源供电，这就是目前所有的LED灯具都必须采用驱动电源的原因。众所周知，常用的驱动电源主要由半导体集成电路、分立器件、电阻、电容、电感、小型变压器构成，在这些元器件中对驱动电源寿命影响最大的是电容，尤其是用于整流的电解电容。按照业内标准，即使是质量较好的电解电容其寿命也只有5000小时，加上其它电子元器件质量和寿命的影响，驱动电源整体寿命不可能长是完全可以预见的。随着LED芯片技术的进步和光电参数的提高，LED光源寿命趋近于10万小时的理论值已经是不争的事实，但是作为LED照明灯具要实现超过5万小时的寿命目标，其中一个很重要的现实障碍就是目前LED灯具必须采用的直流驱动电源。因此，要真正提高LED灯具的实际使用寿命，除了不断改进驱动电源、提高其质量和可靠性以外，为LED照明灯具寻找其它新的工作模式应该是不可或缺的另外一种选择。 

发明内容

既然直流驱动电源是限制LED照明灯具使用寿命的主要原因之一，能否不用驱动电源而直接采用交流电，这就是本发明“AC LED照明灯的电路结构”产生的思想基础。 

本发明最基本的电路结构是由LED光源和限流电阻构成，为了提高AC LED照明灯的稳定性和可靠性还设计、采用了热敏电阻和压敏电阻。 

所述AC LED照明灯的电路结构最基本的电路至少需要2粒LED光源，1粒限流电阻。这里，首先将2粒LED光源反向并联，然后将并联的其中一端与限流电阻串联，另外一端与电阻的另一个电极作为交流电源接入的端口，如图1所示。根据半导体二极管的工作原理和特性，当在此电路的电源接入端口连接交流电源时，交流电的正半周会经由电阻和LED-1构成的电路流动，让LED-1发光；交流电的负半周则会经由LED-2和电阻构成的电路流动，让LED-2发光。在50赫兹的交流电下，2粒LED光源将会以每秒50次的频率轮番发光。这种非连续的轮番发光显然是闪动的，但是，人的眼睛有一种视觉惰性，即当有光脉冲刺激人眼时，视觉的建立和消失都需要一定的过程，光源消失以后，景物影像会在视觉中保留一段时间，我们称之为视觉暂留或视觉惰性。实验表明，若景物以间歇性光亮重复呈现，只要重复频率大于20赫兹，在人的眼中就始终会保留有景像存在的印象，那么50赫兹的交流电将使人们把AC LED光源非连续的轮番发光工作模式解读为是在连续发光，这样的发光模式就可以实际应用于人类的工作照明和生活照明。