CN103517485B - 用于照明装置的驱动器和具有该驱动器的照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于照明装置的驱动器（100），包括：交流电压输出单元（1），其包括至少一个交流电压输出端，每个交流电压输出端连接有一个限流单元（2），该限流单元的限流输出端（21）连接至一个输出整流单元（3），该输出整流单元包括整流桥（31），整流桥包括正极整流输出端（31a）和负极整流输出端（31b），在两个输出端之间连接有作为负载的发光组件，其中，在两个输出端之间还连接有过压保护电路（4），该过压保护电路（4）检测两个输出端（31b）之间的整流输出电压（Vrout），当整流输出电压（Vrout）超过预定的阈值时，过压保护电路（4）将负载两端的电压（Vlout）保持至安全超低电压。此外，本发明还涉及一种具有该驱动器（100）的照明装置。

Description

用于照明装置的驱动器和具有该驱动器的照明装置

技术领域

本发明涉及一种用于照明装置的驱动器。此外，本发明还涉及一种具有上述类型的驱动器的照明装置。

背景技术

LED照明装置作为冷光源具有光色纯正、光束集中、显色指数高、温度特性好，并具有电量消耗低、性能稳定、寿命长、无污染、使用简单等优点。为了对LED光源进行驱动，需要使用驱动器。在现有技术中存在各种类型的驱动器，这些类型的驱动器都能够为LED光源提供驱动电压。但是，在驱动器的输出端上接入不正确的负载时，例如该负载的阻抗大于该驱动器所允许接入的负载的阻抗时，驱动器会增大输出电压，该输出电压会超出安全电压，从而对人员造成伤害。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种用于照明装置的驱动器，该驱动器能够在未接入正确的负载的情况下，将输出端的电压自动地保持至安全超低电压。此外，本发明还提出了一种具有上述类型的驱动器的照明装置，该照明装置对于使用者或者操作人员来说更加安全可靠。

本发明的第一个目的通过一种用于照明装置的驱动器由此实现，即该驱动器包括：交流电压输出单元，该交流电压输出单元包括至少一个交流 电压输出端，每个交流电压输出端连接有一个限流单元，限流单元的限流输出端连接至一个输出整流单元，输出整流单元包括整流桥，整流桥包括正极整流输出端和负极整流输出端，在正极整流输出端和负极整流输出端之间连接有作为负载的照明装置的发光组件，其中，正极整流输出端和负极整流输出端之间还连接有过压保护电路，过压保护电路检测正极整流输出端和负极整流输出端之间的整流输出电压，当整流输出电压超过预定的阈值时，过压保护电路将负载两端的电压保持至安全超低电压。根据本发明的设计方案，在驱动器的输出端接入不合适的负载时，例如负载的阻抗大于驱动器的设计规格时，驱动器会提高输出电压，从而使输出端的输出电压超过安全电压，这可能会对人员造成生命危险，而过压保护电路监测整流桥的输出端的输出电压，当该电压超过预定的阈值时，过压保护电路就会自动驱动器的输出电压进行调整，将其调整至安全超低电压，从而在人员触碰到驱动器输出端时，驱动器的输出电压不会对人员造成伤害。

根据本发明的一个优选的设计方案提出，过压保护电路在整流输出电压超过预定的阈值时使正极整流输出端和负极整流输出端短路连接。在将整流桥的两个输出端短路连接之后，在驱动器的输出端上将完全不会出现电流，从而最大可能地避免了可能对人员造成的伤害。

优选的是，电压输出单元包括：DC/AC谐振转换器；以及连接至DC/AC谐振转换器的变压器，变压器包括至少一个交流电压输出端。DC/AC谐振转换器将直流转换为交流，从而变压器才可以对电压进行变压。在本发明的设计方案中，变压器可以包括一个交流电压输出端，当然也可以包括多个交流电压输出端，换句话说，根据本发明的驱动器可以是单输出通道变压器也可以是多输出通道变压器。

优选的是，过压保护电路包括：第一二极管、第一电阻和第一晶体管，其中第一二极管的阴极连接至正极整流输出端，第一二极管的阳极通过第一电阻连接至第一晶体管的控制电极，第一晶体管的工作电极连接至正极 整流输出端，并且第一晶体管的参考电极连接至负极整流输出端。在正极整流输出端和负极整流输出端之间的电压超过预定的阈值时，第一二极管导通，从而控制第一晶体管接通，以在正极整流输出端和负极整流输出端之间形成短路连接。这样，在负载的两端就不会出现电压，也就是将负载两端的电压保持至安全超低电压。

有利的是，过压保护电路还包括：第二二极管、第三二极管、第四二极管、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第四电阻、第一电容器以及第二晶体管，其中，第三二极管的阴极连接至第二二极管的阴极，第二二极管的阳极通过所述第二电阻连接至第一电容器的一端，第一电容器的另一端连接至负极整流输出端，第二晶体管的参考电极连接至第二电阻和第一电容器的一端之间的中间结点，第二晶体管的工作电极通过第四电阻和第五电阻连接至负极整流输出端，其中第一晶体管的控制电极连接至第四电阻和第五电阻之间的中间结点，第二晶体管的控制电极通过第三电阻连接至第四二极管的阳极，第四二极管的阴极连接至第一晶体管的工作电极。此外，有利的是，第一二极管和第二二极管是齐纳二极管，并且第二二极管的齐纳电压小于第一二极管的齐纳电压。在本发明的设计方案中，过压保护电路检测在正极整流输出端和负极整流输出端之间的电压，并且只要这两端之间的电压高于预定的阈值，那么这两端就通过第一晶体管暂时性地短路。在本发明的设计方案中，该预定的阈值由第一二极管的齐纳电压来确定。在两端之间的电压高于由第一二极管的齐纳电压时，第一晶体管就对两端之间进行短接。在达到该阈值之前，第一电容器通过第三二极管，第二二极管和第二电阻充电。第二二极管的齐纳电压必须低于第一二极管的齐纳电压。在第一晶体管接通之后，第一电容器通过第二晶体管，第三电阻，第四二极管和第一晶体管放电。当第二晶体管接通时，第二晶体管使电压通过第一电容器连接至作为分压器的第四电阻和第五电阻，从而使第一晶体管保持其关闭（接通）一个由第一电容器的放电的时间常数定义的预定的时间周期。当通过第一电容器的电压放电至一个再也不能支持第一晶体管的控制电极电压的水平时，第一晶体管断开。

有利的是，第一晶体管和第二晶体管选自MOS管、晶闸管、继电器和三极管中的一种。

根据本发明的一个优选的设计方案提出，驱动器还包括LC滤波电路，LC滤波电路包括：与过压保护电路并联连接的第二电容以及连接在正极整流输出端和负载之间的第一电感。在本发明的设计方案中，LC滤波电路用于平滑整流桥输出的电流，起到滤波的作用。

优选的是，限流单元分别包括至少一个第三电容器。第三电容器的阻抗大于连接的负载的阻抗。当过压保护电路将正极整流输出端与负极整流输出端短路连接时，具有较大的阻抗的第三电容器能够防止经过整流桥的电流对整流桥中的二极管造成损害。

有利的是，整流桥设计为全桥整流电路，包括第五二极管、第六二极管、第七二极管以及第八二极管。该整流桥将来自变压器的交流电压转换为驱动负载的直流电压。

本发明的另一目的通过一种具有上述类型的驱动器的照明装置实现。根据本发明的照明装置对于使用者或者操作人员来说更加安全可靠。

优选的是，根据本发明的照明装置还包括作为负载的至少一个LED发光二极管。LED发光二极管具有发光效率高，寿命长和绿色环保的优点。

附图说明

附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本发明。这些附图图解了本发明的实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。图中示出：

图1是根据本发明的驱动器的原理框图；

图2是根据本发明的驱动器的电路图；

图3是根据本发明的驱动器中的过压保护电路的电路图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的驱动器100的原理框图，从图中可见，根据本发明的驱动器100包括：交流电压输出单元1，该交流电压输出单元1包括至少一个交流电压输出端，每个交流电压输出端连接有一个限流单元2，限流单元2的限流输出端连接至一个输出整流单元3，输出整流单元3包括整流桥31，整流桥31包括正极整流输出端31a和负极整流输出端31b，在正极整流输出端31a和负极整流输出端31b之间连接有作为负载的照明装置的发光组件，其中，正极整流输出端31a和负极整流输出端31b之间还连接有过压保护电路4，该过压保护电路4与整流桥31共同构成输出整流单元ORB，该过压保护电路4检测正极整流输出端31a和所述负极整流输出端31b之间的整流输出电压Vrout，当整流输出电压Vrout超过预定的阈值时，过压保护电路4将负载两端的电压Vlout保持至安全超低电压。

图2示出了根据本发明的驱动器100的电路图。从图中可见，交流电压输出单元1包括：DC/AC谐振转换器11；以及连接至DC/AC谐振转换器11的变压器12，变压器12包括至少一个交流电压输出端。DC/AC谐振转换器11将直流转换为交流，从而变压器12才可以对电压进行变压。在本发明的设计方案中，变压器12可以包括一个交流电压输出端，当然也可以包括多个交流电压输出端，换句话说，根据本发明的驱动器可以是单输出通道变压器也可以是多输出通道变压器。在本实施例中，变压器12包括三个交流电压输出端。从图中可见，每个交流电压输出端都连接有一个限流单元2，在本实施例中，每个限流单元分别由一个第三电容器C3，C4，C5构成，该第三电容器的阻抗大于连接的负载的阻抗。当过压保护电路4将正极整流输出端31a与负极整流输出端31b短路连接时，具有较 大的阻抗的第三电容器C3，C4，C5能够防止经过整流桥3的电流对整流桥3中的二极管造成损害。

从图2中进一步可见，限流单元2的限流输出端连接至输出整流单元3的整流桥31。在本实施例中，整流桥31为全桥整流电路，包括第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7以及第八二极管D8。

并且在图2中可以看到，驱动器100还包括LC滤波电路5，LC滤波电路5包括：与过压保护电路4并联的第二电容C2以及连接在正极整流输出端31a和负载之间的第一电感器L1。LC滤波电路5用于平滑整流桥输出的电流，起到滤波的作用。

此外，从图中可见，过压保护电路4连接在正极整流输出端31a和负极整流输出端31b之间，当整流输出电压Vrout超过预定的阈值时，过压保护电路4使正极整流输出端31a和负极整流输出端31b短路连接，从而在负载的两端不会产生电压。

图3示出了根据本发明的驱动器100的过压保护电路4的电路图，从图中可见，过压保护电路4包括：第一二极管D1、第一电阻R1和第一晶体管Q1，其中第一二极管D1的阴极连接至正极整流输出端31a，第一二极管D1的阳极通过第一电阻R1连接至第一晶体管Q1的控制电极，第一晶体管Q1的工作电极连接至正极整流输出端31a，并且第一晶体管Q1的参考电极连接至负极整流输出端31b。此外，过压保护电路4还包括：第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一电容器C1以及第二晶体管Q2，其中，第三二极管D3的阴极连接至第二二极管D2的阴极，第二二极管D2的阳极通过第二电阻R2连接至第一电容器C1的一端，第一电容器C1的另一端连接至负极整流输出端31a，第二晶体管Q2的参考电极连接至第二电阻R2和第一电容器C1的一端之间的中间结点，第二晶体管Q2的工作电极通过第四电阻R4和第五电阻R5连接至负极整流输出端31b，其中第一晶体管Q1的控制电极连接至第四电阻R4和第五电阻R5之间的中间结点，第二晶体管Q2的控制电极通过第三电阻R3连接至第四二极管D4的阳极，第四二极管D4的阴极连接至第一晶体管Q1的工作电极。第一二极管D1和第二二极管D2是齐纳二极管，并且第二二极管D2的齐纳电压小于第一二极管D1的齐纳电压。此外，第一晶体管Q1和第二晶体管Q2选自MOS管、晶闸管、继电器和三极管中的一种。

在本实施例中，过压保护电路4检测在正极整流输出端31a和负极整流输出端31b之间的电压，并且只要这两端之间的电压高于预定的阈值，也就是说，在驱动器的输出端接入了具有较高阻抗的负载时，那么正极整流输出端31a和负极整流输出端31b就通过第一晶体管Q1暂时性地短路。在实施例中，该预定的阈值由第一二极管D1的齐纳电压来确定。在正极整流输出端31a和负极整流输出端31b之间的电压高于由第一二极管D1的齐纳电压时，第一晶体管Q1就对两端之间进行短接。在达到该阈值之前，第一电容器C1通过第三二极管D3，第二二极管D2和第二电阻R2充电。第二二极管D2的齐纳电压必须低于第一二极管D1的齐纳电压。在第一晶体管Q1接通之后，第一电容器C1通过第二晶体管Q2，第三电阻R3，第四二极管D4和第一晶体管Q1放电。当第二晶体管Q2接通时，第二晶体管Q2使电压通过第一电容器C1连接至作为分压器的第四电阻R4和第五电阻R5，从而使第一晶体管Q1保持其关闭（接通）一个由第一电容器C1的放电的时间常数定义的预定的时间周期。当通过第一电容器C1的电压放电至一个再也不能支持第一晶体管Q1的控制电极电压的水平时，第一晶体管Q1断开。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

参考标号

1 交流电压输出单元

11 DC/AC谐振转换器

12 变压器

2 限流单元

3 输出整流单元

31 整流桥

31a 正极整流输出端

31b 负极整流输出端

4 过压保护电路

C1 第一电容器

C2 第二电容器

C3,C4,C5 第三电容器

D1 第一二极管（齐纳二极管）

D2 第二二极管（齐纳二极管）

D3 第三二极管

D4 第四二极管

L1 第一电感器

R1 第一电阻

R2 第二电阻

R3 第三电阻

R4 第四电阻

R5 第五电阻

Q1 第一晶体管

Q2 第二晶体管

Vrout 整流输出电压

Vlout 负载两端的电压

ORB 输出整流单元

100 驱动器。

Claims (11)

1.一种用于照明装置的驱动器(100)，包括：交流电压输出单元(1)，所述交流电压输出单元(1)包括至少一个交流电压输出端，每个所述交流电压输出端连接有一个限流单元(2)，所述限流单元(2)的限流输出端连接至一个输出整流单元(3)，所述输出整流单元(3)包括整流桥(31)，所述整流桥(31)包括正极整流输出端(31a)和负极整流输出端(31b)，在所述正极整流输出端(31a)和所述负极整流输出端(31b)之间连接有作为负载的所述照明装置的发光组件，其特征在于，所述正极整流输出端(31a)和所述负极整流输出端(31b)之间还连接有过压保护电路(4)，所述过压保护电路(4)检测所述正极整流输出端(31a)和所述负极整流输出端(31b)之间的整流输出电压(Vrout)，当所述整流输出电压(Vrout)超过预定的阈值时，所述过压保护电路(4)将所述负载两端的电压(Vlout)保持至安全超低电压，所述过压保护电路(4)包括第一二极管(D1)、第一电阻(R1)和第一晶体管(Q1)，其中所述第一二极管(D1)的阴极连接至所述正极整流输出端(31a)，所述第一二极管(D1)的阳极通过第一电阻(R1)连接至所述第一晶体管(Q1)的控制电极，所述第一晶体管(Q1)的工作电极连接至所述正极整流输出端(31a)，并且所述第一晶体管(Q1)的参考电极连接至所述负极整流输出端(31b)。

2.根据权利要求1所述的驱动器(100)，其特征在于，所述过压保护电路(4)在所述整流输出电压(Vrout)超过预定的阈值时使所述正极整流输出端(31a)和所述负极整流输出端(31b)短路连接。

3.根据权利要求1所述驱动器(100)，其特征在于，所述交流电压输出单元(1)包括：DC/AC谐振转换器(11)；以及连接至所述DC/AC谐振转换器(11)的变压器(12)，所述变压器(12)包括至少一个所述交流电压输出端。

4.根据权利要求1所述的驱动器(100)，其特征在于，所述过压保护电路(4)还包括：第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第一电容器(C1)以及第二晶体管(Q2)，其中，所述第三二极管(D3)的阴极连接至所述第二二极管(D2)的阴极，所述第二二极管(D2)的阳极通过所述第二电阻(R2)连接至所述第一电容器(C1)的一端，所述第一电容器(C1)的另一端连接至所述负极整流输出端(31b)，所述第二晶体管(Q2)的参考电极连接至所述第二电阻(R2)和所述第一电容器(C1)的一端之间的中间结点，所述第二晶体管(Q2)的工作电极通过所述第四电阻(R4)和所述第五电阻(R5)连接至所述负极整流输出端(31b)，其中所述第一晶体管(Q1)的控制电极连接至所述第四电阻(R4)和所述第五电阻(R5)之间的中间结点，所述第二晶体管(Q2)的控制电极通过第三电阻(R3)连接至所述第四二极管(D4)的阳极，所述第四二极管(D4)的阴极连接至所述第一晶体管(Q1)的工作电极。

5.根据权利要求4所述的驱动器(100)，其特征在于，所述第一二极管(D1)和所述第二二极管(D2)是齐纳二极管，并且所述第二二极管(D2)的齐纳电压小于所述第一二极管(D1)的齐纳电压。

6.根据权利要求4所述的驱动器(100)，其特征在于，所述第一晶体管(Q1)和所述第二晶体管(Q2)选自MOS管、晶闸管、继电器和三极管中的一种。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的驱动器(100)，其特征在于，所述驱动器(100)还包括LC滤波电路(5)，所述LC滤波电路(5)包括：与所述过压保护电路(4)并联连接的第二电容(C2)以及连接在所述正极整流输出端(31a)和所述负载之间的第一电感(L1)。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的驱动器(100)，其特征在于，所述限流单元(2)分别包括至少一个第三电容器(C3，C4，C5)。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的驱动器(100)，其特征在于，所述整流桥(31)设计为全桥整流电路，包括第五二极管(D5)、第六二极管(D6)、第七二极管(D7)以及第八二极管(D8)。

10.一种照明装置，其特征在于，所述照明装置包括根据权利要求1至9中任一项所述的驱动器(100)。

11.根据权利要求10所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置还包括作为所述负载的至少一个LED发光二极管。