[发明专利]交流电直接恒流驱动的白光LED发光装置

说明书

技术领域

本发明涉及LED(发光二极管)发光装置，特别涉及LED发光装置的交流电直接恒流驱动技术。

背景技术

LED作为一种新型固态光源，以其节能、环保、寿命长等优点有望成为新一代照明光源。众所周知，现有LED几乎都是用直流电驱动的，而我们的生产生活用电却是交流电。因此，在目前使用的LED产品中，需要一个电源转换器，将交流电转换为直流电。电源转换器的引入，带来很多负面效应。其一，电源转换器的寿命远远低于LED自身的寿命，使得照明装置的使用寿命变短；其二，电源转换器会降低发光装置的效率；其三，在小功率应用中，电源转换器会引起功率因数的下降和电流总谐波失真的增加。为了充分发挥半导体照明的优势，可以用交流电直接驱动的LED发光装置成为当前的研究热点。

在已有的交流LED公开技术中，大多是使用多颗LED组件按照反向并联或者桥式整流的电路拓扑结构连接而成，以满足交流电力的驱动要求。但是，交流电是按照一定的频率周期性波动的，由于LED自身开启电压的存在，在瞬时电压超过开启电压时，LED才会导通并发光。反之，LED是截止不发光的。这种电路使得LED的发光效率很低，并且随着交流电压波动出现发光闪烁现象。

国际专利WO 2004/023568A1“LIGHT-EMITTING DEVICE HAVING LIGHT-EMITTINGELEMENTS”中，提出了在蓝宝石衬底上集成LED芯片阵列，从而提供一种交流电力驱动的发光装置，但没有解决LED的发光闪烁问题。

美国专利US 7,489,086 B2“AC LIGHT EITTING DIODE AND AC LED DRIVE METHODS ANDAPPARATUS”提供了一种交流LED器件，该发明是一种将多个LED集成封装的器件，利用人眼的视觉暂留效应来弥补交流电引起的LED发光闪烁现象。该专利没有从根本上解决交流电压周期性波动造成的发光闪烁现象。

可见，在已公开LED交流驱动技术中，都存在一个缺点：LED的驱动电流会随着交流电压的波动而波动，导致LED发光时出现亮度变化，产生发光闪烁的现象。同时，LED器件的核心是一个PN结二极管，其I-V特性为近似的指数函数，当LED两端的电压大于开启电压后，流过PN结的电流呈指数增长。现有技术的交流驱动方法，由于没有使用恒流电路，在LED结温升高时，其开启电压会下降，由于输入电压不变，使得LED的正向电流急剧增加，严重时会使LED的PN结造成热击穿，永久损坏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是针对现有技术交流电直接驱动LED发光装置的问题，提供一种交流电直接恒流驱动的白光LED发光装置。

本发明解决所述技术问题，采用的技术方案是，交流电直接恒流驱动的白光LED发光装置，包括交流输入端、保护单元和整流单元，其特征在于，所述整流单元的第一输出端和第二输出端之间并联有第一支路、第二支路、……第n支路，所述第一支路由第一LED模组和第一恒流单元串联构成，所述第二支路由第二LED模组和第二恒流单元串联构成，……所述第n支路由第n LED模组和第n恒流单元串联构成，每个恒流单元都与采样单元连接，其中n≥1，且为整数；

所述交流输入端用于连接交流电，为装置提供工作电流；

所述保护单元与交流输入端连接，为装置提供保护功能；

所述整流单元与保护单元连接，对保护单元输出的交流电进行整流；

所述采样单元用于对整流单元的输出电压进行采样，并输出控制信号到各个恒流单元；

各个恒流单元与采样单元连接，恒定相应支路的电流并根据采样单元输出的控制信号接通或关断相应支路；

所述LED模组由LED阵列组成，所述LED阵列中的LED为发光寿命可控的LED。

本发明的发光装置技术方案中，n条LED模组及其串联的恒流单元构成的并联支路连接在整流电路输出端，通过设定个支路恒流单元的电流值及其关断、接通电压，可以避免交流电压变化产生的周期性闪烁现象。由于每条支路的电流时是恒定的，LED模组中的LED不会因为结温的变化而引起电流的变化，提高了LED的可靠性。通过理论分析可以知道，支路数量的增加可以使驱动电流波形接近正弦波，提高发光装置的功率因数和效率。特别是采用发光寿命可控LED构成LED模组，能够利用LED发光余辉进一步克服交流电引起的LED闪烁现象，并提高LED发光装置的效率，延长LED的使用寿命。

具体的，所述发光寿命可控的LED发光寿命为1～100ms。