CN106413182A - 一种兼容市电和镇流器输入的led光源驱动控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种兼容市电和镇流器输入的LED光源驱动控制装置，包括EMI、整流、滤波电路，BUCK控制电路，LED负载，LED负载控制电路，镇流器检测电路；第一电源输入端连接EMI、整流、滤波电路，通过EMI、整流、滤波电路、BUCK控制电路、LED负载和LED负载控制电路连接镇流器检测电路，镇流器检测电路连接EMI、整流、滤波电路和第二电源输入端；实施本发明提供的一种兼容市电和镇流器输入的LED光源驱动控制装置，通过LED负载控制电路、镇流器检测电路检测镇流器高频信号，控制开关管与LED负载一直处于直通状态从而保护电路，同时用继电器做隔离，符合安全标准。采用常规元器件，降低生产成本，提高经济效益。

Description

一种兼容市电和镇流器输入的LED光源驱动控制装置
技术领域
本发明涉及LED光源驱动技术领域，具体涉及一种兼容市电和电子/电感镇流器输入的LED光源驱动控制装置。
背景技术
电子镇流器(Electronic ballast)，是镇流器的一种，是指采用电子技术驱动电光源，使之产生所需照明的电子设备。与之对应的是电感式镇流器(或镇流器)。现代日光灯越来越多的使用电子镇流器，轻便小巧，甚至可以将电子镇流器与灯管等集成在一起，同时，电子镇流器通常可以兼具启辉器功能，故此又可省去单独的启辉器。
目前市场上的LED大抵采用市电、电子镇流器和电感镇流器的LED光源驱动控制方式，LED光源驱动控制技术都是采用Buck、Buck boost拓扑，在LED接通的那一瞬间，电源电压应力直接加在开关管和浪涌吸收电路上，容易损坏元器件。生产商为了增大LED的可用性，需要采用高耐压的元器件，这必将导致生产成本增加，市场竞争力降低，效益下降。
发明内容
本发明提供一种兼容市电和镇流器输入的LED光源驱动控制装置，解决了通过兼容镇流器控制电路来控制开关管与LED负载一直处于直通状态从而保护电路的技术问题。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种兼容市电和镇流器输入的LED光源驱动控制装置，包括EMI、整流、滤波电路，BUCK控制电路，LED负载，LED负载控制电路，镇流器检测电路；第一电源输入端连接EMI、整流、滤波电路，EMI、整流、滤波电路连接BUCK控制电路，BUCK控制电路连接LED负载，LED负载连接LED负载控制电路，LED负载控制电路连接镇流器检测电路，镇流器检测电路连接EMI、整流、滤波电路，镇流器检测电路还连接第二电源输入端；
所述第一电源输入端接入市电，所述第二电源输入端悬空；或者，
所述第一电源输入端连接镇流器的第一电压输出端，所述第二电源输入端连接镇流器的第二电压输出端，所述镇流器的输入端接入市电。
进一步地，所述电压输出端输出的电压经升压电路升压、整流滤波电路整流滤波后输出给所述镇流器检测电路和继电器，所述镇流器检测电路连接第一MOS管的栅极和漏极，第一MOS管的源极连接继电器的控制端，所述继电器的被控端连接串联的第一二极管和第二二极管之间的连接节点，所述第一二极管和第二二极管与所述EMI、整流、滤波电路的两个输出端并联；
所述继电器的被控端还连接分压电阻后与第二MOS管的栅极连接，第二MOS管的源极接地，第二MOS管的漏极连接第三MOS管的漏极，第三MOS管的漏极连接储能电感后与所述LED负载连接，第三MOS管的漏极还连接第三二极管后与所述BUCK控制电路的BUCK电压输出端连接，所述BUCK电压输出端连接所述LED负载，第三MOS管的源极接地，第三MOS管的栅极连接所述BUCK控制电路的PWM信号输出端，所述第一分压电阻和第二分压电阻之间的连接点还连接所述BUCK控制电路的使能输出端。
更进一步地，所述继电器的被控端连接串联的第一分压电阻、第二分压电阻和第三分压电阻，第三分压电阻接地，第一分压电阻和第二分压电阻之间的连接点与所述第二MOS管的栅极连接。
更进一步地，所述第二MOS管的栅极连接稳压二极管的负极，稳压二极管的正极接地。
进一步地，所述继电器为KA继电器。
进一步地，所述继电器用机械开关或电容替代，作为电气隔离器件。
进一步地，所述BUCK控制电路的BUCK电压输出端与LED负载之间连接有输出滤波电路。
进一步地，BUCK控制电路为BOOST、BUCKBOOST、Flyback电路的组合电路。
进一步地，所述第一二极管、第二二极管、LED负载控制电路、电压经升压电路、整流滤波电路和镇流器检测电路共同构成兼容镇流器控制电路。
进一步地，所述镇流器为电子镇流器或电感镇流器。
实施本发明提供的一种兼容市电和镇流器输入的LED光源驱动控制装置，通过兼容镇流器控制电路来检测电子或电感镇流器高频信号时控制开关管与LED负载一直处于直通状态从而保护电路，同时用继电器做隔离，符合各认证标准中的泄漏电流。相比只采用Buck、Buck boost拓扑的LED光源驱动控制装置，生产商只需要采用常规元器件便能实现，降低了生产成本，增强了市场竞争力，提高了经济效益。
附图说明
图1是本发明提供的电路模块图；
图2是本发明提供的电子镇流器输入连接图；
图3是本发明实施例提供的具体电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图具体阐明本发明的实施方式，附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制。
参考图1，是本发明提供的电路模块图，包括EMI、整流、滤波电路10，BUCK控制电路20，LED负载30，LED负载控制电路40，电子镇流器检测电路50；第一电源输入端1连接EMI、整流、滤波电路10，EMI、整流、滤波电路10连接BUCK控制电路20，BUCK控制电路10连接LED负载30，LED负载30连接LED负载控制电路40，LED负载控制电路40连接电子镇流器检测电路50，电子镇流器检测电路50连接EMI、整流、滤波电路10，电子镇流器检测电路10还连接第二电源输入端2；
所述第一电源输入端1(L、N)接入市电，所述第二电源输入端2(L1、N1)悬空；或者，
参考图2，是本发明提供的电子镇流器输入连接图，所述第一电源输入端1(L、N)连接电子镇流器EB的第一电压输出端EB_PIN1、EB_PIN2，所述第二电源输入端2(L1、N1)连接电子镇流器EB的第二电压输出端EB_PIN3、EB_PIN4，其中，L连接EB_PIN1，N连接EB_PIN2，L1连接EB_PIN4，N1连接EB_PIN3，所述电子镇流器EB的输入端ACL、ACN接入市电。
参考图3，是本发明实施例提供的具体电路原理图。所述电子镇流器EB的第二电压输出端EB_PIN3、EB_PIN4输出的电压经升压电路501升压、整流滤波电路502整流滤波后输出给所述电子镇流器检测电路50和KA型继电器KB，所述电子镇流器检测电路50连接第一MOS管Q1的栅极G和漏极D，第一MOS管Q1的源极S连接继电器KB的控制端KB_PIN1，所述KA型继电器KB的被控端KB_PIN3连接串联的第一二极管D1和第二二极管D2之间的连接节点，所述第一二极管和D1第二二极管D2与所述EMI、整流、滤波电路10的两个输出端并联；
所述KA型继电器KB的被控端KB_PIN3还连接分压电阻R1、R2、R3后与第二MOS管Q2的栅极G连接，第二MOS管Q2的源极S接地，第二MOS管Q2的漏极D连接第三MOS管Q3的漏极D，第三MOS管Q3的漏极D连接储能电感T1B后与所述LED负载30连接，第三MOS管Q3的漏极D还连接第三二极管D3后与所述BUCK控制电路20的BUCK电压输出端HV+连接，所述BUCK电压输出端HV+连接所述LED负载30，第三MOS管Q3的源极S接地，第三MOS管的栅极G连接所述BUCK控制电路的PWM信号输出端PWM。
在本实施例中，所述KA型继电器KB的被控端KB_PIN3连接串联的第一分压电阻R1、第二分压电阻R2和第三分压电阻R3，第三分压电阻R3接地，第一分压电阻R1和第二分压电阻R2之间的连接点与所述第二MOS管Q2的栅极G连接，所述第一分压电阻R1和第二分压电阻R2之间的连接点还连接所述BUCK控制电路10的使能输出端EN；所述第二MOS管Q2的栅极G还连接稳压二极管ZD1的负极，稳压二极管的正极接地。
在本实施例中，所述BUCK控制电路20的BUCK电压输出端HV+与LED负载30之间连接有输出滤波电路23；所述第一二极管D1、第二二极管D2、LED负载控制电路40、电压经升压电路501、整流滤波电路502和镇流器检测电路50共同构成兼容镇流器控制电路60。所述兼容镇流器控制电路60检测到电子镇流器高频信号时控制开关管与LED负载30一直处于直通状态从而保护电路，同时用所述KA型继电器KB做隔离，符合各认证标准中的泄漏电流。
在本实施例中，所述继电器用机械开关或电容替代，作为电气隔离器件。
BUCK控制电路为BOOST、BUCKBOOST、Flyback电路的组合电路。
在本实施例中，所述电子镇流器检测电路50由分压电阻、比较器、MCU连接进行检测；
镇流器检测电路50输出的信号直接控制BUCK控制电路10的EN端、也可以用三极、MOS管等组合控制EN端。
继电器KB、电子镇流器检测电路50供电使用的升压电路501也可以使用BUCKBOOST、BOOST、Flyback等电路组合完成供电。
电子镇流器输入后经继电器到R1、R2、R3分压控制MOS管Q2直通，另一路经整流滤波到LED负载、MOS管Q2到地构成回路；或者检测到电子镇流器输入时LED负载与MOS管Q2直通构成回路。
在本实施例中，电子镇流器EB输出从EB_PIN1、EB_PIN2、EB_PIN 3、EB_PIN 4分别从灯管L、N脚和灯管L1、N1脚供电进灯管，利用电子镇流器EB_PIN 3、EB_PIN 4(原接灯管灯丝)的电压经过升压电路501升压整流、滤波电路502滤波后供电给电子镇流器检测电路50与KA型继电器KB，电子镇流器检测电路50检测到高频信号，控制第一MOS管Q1导通，KA型继电器KB吸合，电子镇流器EB输出EB_PIN 3、EB_PIN 4的电流流经KA型继电器KB后分两路，一路到EMI、整流、滤波电路10，另一路经第一分压电阻R1、第二分压电阻R2和第三分压电阻R3分压驱动第二MOS管Q2导通，电子镇流器EB输出EB_PIN1、EB_PIN2端子经过L、N脚到EMI、整流、滤波电路10与电子镇流器EB输出EB_PIN 3、EB_PIN 4到第一二极管D1和第二二极管D2的电路构成桥式整流，输出电流流经BUCK电压输出端HV+、输出滤波电路23、LED负载30到储能电感T1B到第三MOS管Q3漏极D，此时第二MOS管Q2已经导通到地，整个回路已经导通。BUCK电压输出端HV+的电压直接被LED负载20钳位，由于电子镇流器EB输出是恒流源，故流经LED负载20也是恒定电流。
在上述实施例中，所述电子镇流器也可以替换为电感镇流器。
此架构适用于BUCK、Buck boost拓扑并兼容以下三种输入方式。
当灯管L、N脚和灯管L1、N1脚接入是市电时，灯管L1、N1脚无法升压供电给电子镇流器检测电路50和KA型继电器KB，KA型继电器KB则无法吸合，所述兼容镇流器控制电路60无法构成回路，电路无法工作。EMI、整流、滤波电路10和BUCKBOOST电路20正常工作。
当灯管L、N脚和灯管L1、N1脚接入是传统电感镇流器时，只需将原启辉器更换为保险丝装置即可。
当灯管L、N脚和灯管L1、N1脚接入是快速启动(Rapid Start)、可程式快速启动(Programmed Rapid Start)等电子镇流器时，直接兼容无需更改线路。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种兼容市电和镇流器输入的LED光源驱动控制装置，其特征在于：包括EMI、整流、滤波电路，BUCK控制电路，LED负载，LED负载控制电路，镇流器检测电路；第一电源输入端连接EMI、整流、滤波电路，EMI、整流、滤波电路连接BUCK控制电路，BUCK控制电路连接LED负载，LED负载连接LED负载控制电路，LED负载控制电路连接镇流器检测电路，镇流器检测电路连接EMI、整流、滤波电路，镇流器检测电路还连接第二电源输入端；
所述第一电源输入端接入市电，所述第二电源输入端悬空；或者，
所述第一电源输入端连接镇流器的第一电压输出端，所述第二电源输入端连接镇流器的第二电压输出端，所述镇流器的输入端接入市电。
2.根据权利要求1所述的一种兼容市电和镇流器输入的LED光源驱动控制装置，其特征在于：
所述镇流器的第二电压输出端输出的电压经升压电路升压、整流滤波电路整流滤波后输出给所述镇流器检测电路和继电器，所述镇流器检测电路连接第一MOS管的栅极和漏极，第一MOS管的源极连接继电器的控制端，所述继电器的被控端连接串联的第一二极管和第二二极管之间的连接节点，所述第一二极管和第二二极管与所述EMI、整流、滤波电路的两个输出端并联；
所述继电器的被控端还连接分压电阻后与第二MOS管的栅极连接，第二MOS管的源极接地，第二MOS管的漏极连接第三MOS管的漏极，第三MOS管的漏极连接储能电感后与所述LED负载连接，第三MOS管的漏极还连接第三二极管后与所述BUCK控制电路的BUCK电压输出端连接，所述BUCK电压输出端连接所述LED负载，第三MOS管的源极接地，第三MOS管的栅极连接所述BUCK控制电路的PWM信号输出端。
3.根据权利要求2所述的一种兼容市电和镇流器输入的LED光源驱动控制装置，其特征在于：
所述继电器的被控端连接串联的第一分压电阻、第二分压电阻和第三分压电阻，第三分压电阻接地，第一分压电阻和第二分压电阻之间的连接点与所述第二MOS管的栅极连接，所述第一分压电阻和第二分压电阻之间的连接点还连接所述BUCK控制电路的使能输出端。
4.根据权利要求3所述的一种兼容市电和镇流器输入的LED光源驱动控制装置，其特征在于：所述第二MOS管的栅极连接稳压二极管的负极，稳压二极管的正极接地。
5.根据权利要求2所述的一种兼容市电和镇流器输入的LED光源驱动控制装置，其特征在于：所述继电器为KA继电器。
6.根据权利要求2所述的一种兼容市电和镇流器输入的LED光源驱动控制装置，其特征在于：所述继电器用机械开关或电容替代，作为电气隔离器件。
7.根据权利要求2所述的一种兼容市电和镇流器输入的LED光源驱动控制装置，其特征在于：所述BUCK控制电路的BUCK电压输出端与LED负载之间连接有输出滤波电路。
8.根据权利要求2所述的一种兼容市电和镇流器输入的LED光源驱动控制装置，其特征在于：BUCK控制电路为BOOST、BUCKBOOST、Flyback电路的组合电路。
9.根据权利要求2所述的一种兼容市电和镇流器输入的LED光源驱动控制装置，其特征在于：所述第一二极管、第二二极管、LED负载控制电路、电压经升压电路、整流滤波电路和镇流器检测电路共同构成兼容镇流器控制电路。
10.根据前述权利要求中任一项所述的一种兼容市电和镇流器输入的LED光源驱动控制装置，其特征在于：所述镇流器为电子镇流器或电感镇流器。
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