自恢复保险丝应用在LED灯的防呆式动态恒流模块的制作方法

自恢复保险丝应用在led灯的防呆式动态恒流模块
技术领域
1.本实用新型涉及照明装置，尤其涉及一种自恢复保险丝应用在led灯的防呆式动态恒流模块。


背景技术：

2.led灯具、led屏等高光led类产品，具有高温变性、变色、光衰、寿命短等特点，其高可靠控制与驱动电路的设计，是各厂家设计生产中最难做好的瓶颈工程，到目前为止，各厂家要么应用复杂的单片机系统电路做控制、要么应用简易的稳压电路、阻容降压电路、或者为了市场竞争节约成本，而都去掉保护与自动调控功能电路。应用单片机系统电路做控制固然很好，但其电路复杂、元器件多、占用pcb面积大、成本高（特别是目前受外国的制裁，其芯片价格呈数倍或数十倍的提高，而短时间内又无法解决这个供需矛盾。）、同时故障率会同步变高，市场竞争优势大大缩小，因消费者都喜欢物美价廉的产品，这就使得理想化的设计方案变成并不理想的市场了，特别是中后期失效元件给消费者带来的短寿命产品，使其难以接受、和产生质量争议，使得生产厂家的美誉度和销售量大受影响；而应用简易稳压电路的led产品也会出现同样的问题，以致led产品提前失效成为废品。
3.因此，如何提供一种元件少、可靠性高、不易损坏的、具有防呆或防反接功能的、交直流通用的、能有效延长led寿命的模块化电路来达到理想的方案及控制电路，是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种自恢复保险丝应用在led灯的防呆式动态恒流模块。
5.本实用新型提供了一种自恢复保险丝应用在led灯的防呆式动态恒流模块，包括led动态恒流模块和led灯板，所述led动态恒流模块包括整流桥、pptc自恢复保险丝r1和功率电阻，所述整流桥的正极输出端先后串联所述pptc自恢复保险丝r1、功率电阻然后连接于所述led灯板的正极，所述整流桥的负极输出端连接于所述led灯板的负极。
6.作为本实用新型的进一步改进，所述pptc自恢复保险丝r1布置在所述整流桥和功率电阻的包围之中。
7.作为本实用新型的进一步改进，所述pptc自恢复保险丝r1分别与所述整流桥和功率电阻紧靠在一起。
8.作为本实用新型的进一步改进，所述功率电阻为1w～2w的低电阻值型功率贴片电阻。
9.作为本实用新型的进一步改进，所述功率电阻有四个，分别为前后串联的功率电阻r2、功率电阻r3、功率电阻r4和功率电阻r5。
10.作为本实用新型的进一步改进，所述led灯板至少有两个并且并联设置。
11.作为本实用新型的进一步改进，所述整流桥、pptc自恢复保险丝r1和功率电阻均
采用贴片器件，并贴于独立的铝基板上。
12.本实用新型的有益效果是：通过上述方案，采用模块化设计，实现了元件少、可靠性高、不易损坏的、具有防呆或防反接功能的、交直流通用的、能有效延长led寿命的目的。
附图说明
13.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的方案。
14.图1是本实用新型一种自恢复保险丝应用在led灯的防呆式动态恒流模块的示意图。
具体实施方式
15.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
16.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
17.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
18.下面结合附图说明及具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
19.如图1所示，一种自恢复保险丝应用在led灯的防呆式动态恒流模块，包括led动态恒流模块100和led灯板200，所述led动态恒流模块100包括整流桥、pptc自恢复保险丝r1和功率电阻，所述整流桥的正极输出端先后串联所述pptc自恢复保险丝r1、功率电阻然后连接于所述led灯板200的正极，所述整流桥的负极输出端连接于所述led灯板200的负极。
20.所述pptc自恢复保险丝r1布置在所述整流桥和功率电阻的包围之中。
21.所述pptc自恢复保险丝r1分别与所述整流桥和功率电阻紧靠在一起。
22.所述功率电阻为1w～2w的低电阻值型功率贴片电阻。
23.所述功率电阻有四个，分别为前后串联的功率电阻r2、功率电阻r3、功率电阻r4和功率电阻r5。
24.所述led灯板200至少有两个并且并联设置，本实施例优选采用两个并联设置的
led灯板200。
25.所述整流桥、pptc自恢复保险丝r1和功率电阻均采用贴片器件，并贴于独立的铝基板上。
26.本实用新型的工件原理如图1所示：输入电压经d1～d4桥式整流（或防反接、防呆电路）后，再经pptc自恢复保险丝r1以及功率电阻r2、功率电阻r3、功率电阻r4和功率电阻r5输出给led灯板提供电源，其所有元件全部选用贴片器件，并贴于独立的铝基板上，使led正常工作，用户可设计单路led串、或多串并用，电源输入可以是交流vac也可以是直流vdc，当交流输入时功率电阻d1～d4 起到整流作用，将交流变为直流电；当电源输入是直流时，则功率电阻d1～d4起到防反接作用，用户正反接，该模块都能正常工作。所以本设计可以是交流供电、也可以是直流供电，还具备防呆和防反接功能即防呆技术，接线不分正负均可正常工作。该电路的r2～r5是1w～2w的低电阻值（1ω左右）型功率贴片电阻，设计时紧靠pptc的四周并与贴片整流桥紧靠在一起，整流桥设计在led正常工作时处于微发热状态，功率电阻r2～r5设计在正常电流下处于低发热状态； pptc是该动态恒流模块的核心控制器件，设计在电阻与整流桥的包围之中，通过严格而且巧妙的选出适当的型号，使其设计在正常电流下处于低发热、低电阻状态。当led工作正常后会呈负阻态，电流会有增加，这时的整流桥、功率电阻和pptc的发热量会同时增加，贴片整流桥二极管和贴片电阻的发热会通过铝基板传导给pptc，让pptc从铝基板得到的环境温度高于正常温度，同时 pptc内部因电流变大使其本身发热增加，在外环境铝基板热量增加的情况下，pptc会发生电阻值的变大，这个变大的电阻值足已达到限制其增大的电流，而不影响led的正常工作，当pptc电阻值变大、限流后，其本身及周围的整流桥、电阻器因电流减小而发热降低，反过来使pptc的发热也降低，pptc电阻值也因温度降低而变小；而在电路系统电流有再增加的情况出现时，上述过程即时反复变化，而达到一种动态平衡的结果。由上述可见这种变化的过程是一种动态的热平衡控制过程，但这种动态热平衡的控制过程的本质是通过pptc的电阻值因热量变化而变化的使电流变化的动态平衡过程达到的，所以这种紧奏型的模块化设计能达到恰到好处的控制作用；这种设计的模块不仅能达到动态平衡控制目的，还能达到系统保护功能：当led生产因加工中有局部电路锡尖桥接短路、使用中出现部分led早期失效、损坏短路（短路是led的主要模式，其它的led会正常工作）、或员工接线错误导致全部短路时，整个led电路系统会出现更大的短路电流，会使恒流模块迅速发热，这时pptc将在高温、高流下变到更高的电阻值以限流或直接突变、进入特高阻值的保护状态而使系统电路完全限流或断流，在这种状态下led系统电路得到了及时的保护，直到解除故障为止。因这种紧奏型设计使得发热与热量传导更快给到pptc，再加 pptc本身在大电流下的发热叠加，使pptc电阻值的变大、限流作用将大大提前，以至于在模块刚发热、变劣化之前得到pptc的高电阻限流的提前保护，所以利用这种设计，不但不会出现模块及组件自身损坏的情况，而且对整个led电路系统具有提前保护作用，不仅能有效保障led的动态恒流、正常工作，还能及时有效的对系统电路产生过流、过温、短路的保护作用。上述发挥作用的核心是pptc元件，pptc是非线性热敏电阻，起到过流、过温保护作用，当大电流通过pptc后，pptc内部发热温度升高，在设定温度范围内，其电阻值会在一个范围内变化，但相对于周围不足1ω的功率电阻值的数倍或数十倍，当pptc因内发热、外温度叠加后， pptc产生热膨胀，使pptc内部的大部分导电链路断开，电阻值突然变大，而在断开电源后pptc温度降低，产生遇冷收缩，导电链路重新接通恢
复到初始状态。所以pptc又叫做自恢复保险丝。上述led动态恒流模块的设计与应用，是巧妙应用pptc过流突变的下临界点电阻值变化特性而设计制作的结果，其结果是：不仅能完成led工作中的电流的动态平衡控制，还能对led电路系统完成人为、非人为的短路保护。所以能在led电路系统有短路出现后不会因短路烧坏电路、更不会产生严重火灾的情况。
27.这种巧妙的模块化设计，不仅能解决led电路系统的电流动态平衡控制，还能对led电路系统完成人为、非人为的短路保护，以避免因短路烧坏电路、产生严重火灾的情况。解决了led生产厂家及工程师设计工作中的难题，并且使用元器件最少，占用的空间小、成本低、可靠性高、不会改变led设备的整体外观、使得led设备具有真正的安全保障、直接提升了生产厂家的市场竞争优势。
28.本实施例的器件选择如下：
29.1、pptc（r1）：特制贴片型非线性热敏电阻或紧贴与铝基板安装的插件pptc热敏电阻：电阻值选择在正常工作时微发热状态即可，不同电路以实测为主。
30.2、整流桥（d1～d4）：选择贴片型，电流大于电路电流5倍左右即可。
31.3、功率电阻（r2～r5）：选择2w、0.3ω～0.5ω的贴片型固定电阻器，使其在工作时处于微热状态。没有其它特殊要求。
32.本实用新型经2年多的实际测试与市场应用，没有出现过任何问题，其安全性、可靠性、稳定性、适用性已得到证实。
33.本实用新型提供的一种pptc自恢复保险丝应用在led灯的防呆式动态恒流模块，通过巧妙而紧奏的设计组合体，可以单模块使用，也可以多模块并用。模块本身使用元器件少、电路简洁、控制准确、可靠性高、生产与维护成本低、占用的pcb面积和空间大大缩小、利用二极管组合、交直流通用、防呆防反接。可采用自动化、规模化生产、同比提高工程师的设计与生产效率。
34.本实用新型提供的一种pptc自恢复保险丝应用在led灯的防呆式动态恒流模块，可独立完成led电路动态恒流调节、短路保护以及具有防呆功能，防呆是一种预防用户接反电源时对本模块的伤害，即通常所说的预防反接作用，用户正反接电路都能正常工作。
35.本实用新型提供的一种自恢复保险丝应用在led灯的防呆式动态恒流模块，能在led照明灯具、led驱动电源、led广告条屏、led组合显示屏等设备的电路中能起到动态恒流及保护作用，该模块是一个电路简单、元件少、低成本、高可靠的安全模块器件。在上述产品的系统电路中，因led是用透光塑料制作的透镜产品，存在对电流敏感度较高、容易发热、高温老化、高温变性、高温变色、严重时产生光衰等问题，一经出现光衰，led就会加速退化，从而使得led产品的使用寿命大大缩短。而产生上述衰变的主要因素有：因led的负阻特性使得led在工作中电流逐渐变大、led温度升高，并产生恶性循环，在其它条件不变的情况下加速老化光衰；其次因电源的不稳定性导致大电流灌入led，使led的负阻性产生恶性循环，led将迅速老化、光衰、缩短寿命、或led直接损坏，更严重的情况是起火燃烧、发生火灾。当使用本模块后，无论是偶然因素、必然因素、或无意的人为误接入高压电源因素等，具有促使其温度、电流变大的参量出现后，可以在led的温度还没有升高到led衰变前、led电流变大到还没有达到其温升前，提前予以及时控制，让通过led的电流处于设计的动态平衡的设计范围内。这种模块的应用不仅会及时避免了可能的led光衰、或严重的火灾问题的出现，还能大大延长led产品的使用寿命。其核心是pptc的电阻值变化能让上述led电路系统电路
得到及时限流、限温的调节与保护，不仅能让相关产品的安全性和可靠性大大提高、成本大大降低，而且占用的pcb面积和空间大大缩小。不仅更有利于工程师的设计，而且可采用自动化、规模化生产。
36.本实用新型提供的一种自恢复保险丝应用在led灯的防呆式动态恒流模块，是一个元件少、低成本、高可靠的模块型拓扑电路，可以应用于led照明灯具、led驱动电源、led广告条屏、led组合显示屏等。
37.以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。