CN106455234B

CN106455234B - 一种插拨式多功能led电源系统

Info

Publication number: CN106455234B
Application number: CN201611040575.1A
Authority: CN
Inventors: 俞剑峰; 王其明; 吴广华; 董建国
Original assignee: Ningbo Self Electronics Co Ltd
Current assignee: Ningbo Self Electronics Co Ltd
Priority date: 2016-11-22
Filing date: 2016-11-22
Publication date: 2023-09-12
Anticipated expiration: 2036-11-22
Also published as: US20180146525A1; US10080266B2; EP3328161A1; EP3328161B1; CN106455234A

Abstract

一种插拨式多功能LED电源系统，其包括一个供电电源模块，至少一个输出端子，一个开关模块，一个触发转换模块，一个兼容电路模块，以及一个可更换的控制芯片模块。所述触发转换模块包括由高电平输出端到地依次串联的第一、第二、第三电阻。所述开关模块包括一个N型MOS管。所述兼容电路模块用于使不同的控制芯片模块来控制所述开关模块的通断并包括一个信号接入单元，一个接地单元，一个控制转换单元，以及一个信号输出单元。所述控制芯片模块处理所述信号接入单元的输入信号并输出控制所述开关单元通断的控制信号以控制所述LED灯具的工作状态。所述插拨式多功能LED电源系统可以解决现有电源种类较多、型号各异所导致的生产成本增加和用户安装麻烦的问题。

Description

一种插拨式多功能LED电源系统

技术领域

本发明涉及一种用于照明装置的电源设备，特别是一种插拨式多功能LED电源系统。

背景技术

一般的日常生活中，随处都可见到各种照明设备，例如，日光灯、路灯、台灯、艺术灯等。在上述的照明设备中，传统上大部分是以钨丝灯泡做为发光光源。近年来，由于科技日新月异，已利用发光二极管(LED)作为发光来源。甚者，除照明设备外，对于一般交通号志、广告牌、车灯等，亦都改为使用发光二极管作为发光光源。如前所述，使用发光二极管作为发光光源，其好处在于省电，且亮度更大，故于使用上已逐渐普通化。

随着人们的生活水平的提高，对灯光的效果也有多样化的要求。如有的使用无线控制，有的使用手机等智能设备上具有蓝牙来控制，有的又要根据所处的环境自动进行控制，还有的就不需要控制，这使得为LED灯具供电的电源都不一样，种类不一，型号各异，这不仅导致生产成本增加，也导致用户安装麻烦，不利于推广。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种多种功能集成的插拨式多功能LED电源系统，以满足上述需求。

一种插拨式多功能LED电源系统，用于为LED灯具提供电源，并控制所述LED灯具的工作状态。所述插拨式多功能LED电源系统包括一个用于为所述LED灯具提供合规的恒定电压的供电电源模块，至少一个与所述供电电源模块的高电平输出端电性连接的输出端子，一个连接在所述输出端子与地之间的开关模块，一个连接在所述供电电源模块的高电平输出端与地之间的触发转换模块，一个电性连接在所述触发转换模块上的兼容电路模块，以及一个插拨式可更换地电性连接在所述兼容电路模块上的控制芯片模块。所述输出端子用于电性连接LED灯具。所述触发转换模块包括由高电平输出端到地依次串联的第一、第二、第三电阻。所述开关模块包括一个N型MOS管，该N型MOS管的源极接地，漏极与输出端子电性连接，栅极电性连接在触发转换模块的第二电阻与第三电阻之间。所述兼容电路模块用于使不同的控制芯片模块来控制所述开关模块的通断并包括一个信号接入单元，一个接地单元，一个控制转换单元，以及一个信号输出单元。所述信号接入单元电性连接控制芯片模块以向所述控制芯片模块输入控制信号。所述接地单元电性连接所述控制信号输入模块与控制芯片模块以形成电路回路。所述控制转换单元的一端电性连接在所述第一电阻与第二电阻之间。所述信号输出单元电性连接在所述控制芯片模块与开关模块之间以控制所述开关模块的通断。所述控制芯片模块处理所述信号接入单元的输入信号并输出控制所述开关单元通断的控制信号以控制所述LED灯具的工作状态。

进一步地，所述插拨式多功能LED电源系统包括至少一个电性连接在所述兼容电路模块上的控制信号输入模块，所述控制信号输入模块用于输出控制信号。

进一步地，所述兼容电路模块还包括一个电源提供单元，一个指示单元，所述电源提供单元分别用于为所述控制信号输入模块和控制芯片模块提供合规电源，所述指示单元由所述控制芯片模块控制并显示所述控制芯片模块的工作状态。

进一步地，所述插拨式多功能LED电源系统还包括一个无线信号输入模块，该无线信号输入模块与所述控制芯片模块配对并为所述控制芯片模块输入控制信号，所述兼容电路模块还包括一个接入配对控制单元，所述接入配对控制单元用于触发所述无线信号输入模块与控制芯片模块的配对控制程序的启动。

进一步地，所述无线信号输入模块包括一个无线信号发送单元，所述控制芯片模块包括一个无线信号接收单元，所述无线信号发送、接收单元的信号频率为2.4G赫兹。

进一步地，所述无线信号输入模块包括一个蓝牙模块。

进一步地，所述兼容电容模块还包括一个短路保护单元，所述短路保护单元电性连接在所述供电电源模块与地之间并包括两个串联的电阻R38、R35，所述控制芯片模块的接线端子电性连接在所述两个电阻R38、R35之间。

进一步地，所述信号接入单元与接地单元之间串联有一个压敏电阻。

进一步地，所述信号接入单元与接地单元之间串联有一个过滤电阻。

进一步地，插拨式多功能LED电源系统还包括一个信号电源模块，所述信号电源模块电性连接于所述供电电源模块的高电平输出端并用于将所述供电电源模块输出的高电平转换为适合所述控制信号输入模块与控制芯片模块工作的合规恒定电压。

与现有技术相比，由于所述插拨式多功能LED电源系统包括有所述的触发转换模块，以及兼容电路模块，而所述妆容电路模块包括有信号接入单元，接地单元，控制转换单元，以及信号输出单元等，使得所述插拨式多功能LED电源系统可以在没有插入或电性接入所述控制芯片模块的时候可以工作，而电性接入所述控制芯片模块时马上可以转换到由该控制芯片模块控制的模式下工作，而且由于所述兼容电路模块的存在，可以电性接入不同类别的控制芯片模块，从而达到实现一个电源有多种功能的目的，进而可以解决现有电源种类较多、型号各异所导致的生产成本增加和用户安装麻烦的问题。

附图说明

以下结合附图描述本发明的实施例，其中：

图1为本发明提供的一种插拨式多功能LED电源系统的原理框图。

图2为图1的插拨式多功能LED电源系统的电路图。

具体实施方式

以下基于附图对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅作为实施例，并不用于限定本发明的保护范围。

请参阅图1及图2，其为本发明所提供的一种插拨式多功能LED电源系统100的原理框图。所述插拨式多功能LED电源系统100用于为LED灯具200提供电源，并控制该LED灯具200的工作状态。本领域技术人员皆已习知的是，一种LED灯具200的工作状态可以是亮度或开关的控制，也可以诸如色温、颜色等的控制。所述插拨式多功能LED电源系统100包括一个用于为所述LED灯具200提供全规的恒定电压的供电电源模块10，至少一个与所述供电电源模块10的高电平输出端电性连接的输出端子20，一个连接在所述输出端子20与地之间的开关模块30，一个连接在所述供电电源模块10的高电平输出端与地之间的触发转换模块40，一个电性连接在所述触发转换模块40上的兼容电路模块50，至少一个电性连接在所述兼容电路模块50上的控制信号输入模块60，以及一个插拨式可更换地电性连接在所述兼容电路模块50上的控制芯片模块70。可以想到的是，插拨式多功能LED电源系统100还可以包括其他一些功能模块，如手动开关模块等，其为本领域技术所习知，在此不再详细说明。

所述供电电源模块10与市电直接电性连接，然后通过滤波电路、功率因数校正等功能单元的作用，使其成为适应进行幅值变换的稳定电压，在经过线圈单元，RCD吸收单元以及反馈单元的作用，使该稳定电压的幅值变换为噪声最小，稳定的交流电，其电压值为LED灯具的额定电压值，如24V或12V等，最后经过整流电路，使该交流电变换为合规的恒定电压。如图2所示，其示出了整个供电电源模块10所包括的所有功能单元，以及各种电子元器件。但是其为现有为LED灯具200提供电源的共有部分，即每一个LED灯具电源都包括上述的功能单元组成的供电电源模块10，因此，在此就不对这些功能单元进行详细说明。

所述输出端子20，又名分线器，其用于直接与LED灯具200电性连接以为其提供电力。为了一个所述插拨式多功能LED电源系统100可以电性连接多个LED灯具200，因此设置了该输出端子20。在本实施例中，示出了4个输出端子20。该4个输出端子20并联设置，可以想到的是，可以根据实际需要，来设置其个数。

所述开关模块30用于通断所述输出端子20的电路，进而通断所述输出端子20上的LED灯具200。为了实现控制所述LED灯具200的工作状态，如亮度、色温、颜色等，所述开关模块30并不是普通意义的开关，而可以根据控制信号，如PWM信号高速在自动在开与关之间切换，来达到控制所述LED灯具200的工作状态的目的，如调节LED灯具200的开的时间与关的时间的比例，从而即可调节该LED灯具200的亮度，当然由于开关的频率很高，肉眼是难以察觉的。所述开关模块30包括N型MOS管Q2和一个压敏电阻FV1。在说明所述开关模块30的电路连接关系之前，首先需要说明所述触发转换模块40的电路连接关系。

所述触发转换模块40用于根据所述插拨式多功能LED电源系统100是否插入或电性接入了控制芯片模块70而转换所述开关模块30的通断。当所述插拨式多功能LED电源系统100没有插入或所述控制芯片模块70时，所述开关模块30应当为常开模式，此时所述输出端子20所连接的LED灯具200为不可以调节状态，即常亮状态。而当所述控制芯片模块70插入或电性接入所述插拨式多功能LED电源系统100后，所述开关模块30则应当由所述控制芯片模块70的输出信号来控制。因此，所述开关模块30的工作模式由所述触发转换模块40来完成。所述触发转换模块40包括由所述供电电源模块10的高电平输出端到地依次串联的第一、第二、第三电阻R28、R32、R33。通过设计不同的电路连接方式，即可控制所述开关模块30的工作模式。具体电路连接方式将下面进行详细说明。

所述开关模块30的N型MOS管的源极接地，漏极与输出端子20电性连接，栅极电性连接在触发转换模块40的第二电阻R32与第三电阻R33之间。当所述控制芯片模块70没有电性接入所述插拨式多功能LED电源系统100中时，所述触发转换模块40的一端为高电平，因此所述第二电阻R32与第三电阻R33之间也为高电平，此时所述N型MOS管导通，为常开状态。因此输出端子20上所电性连接的LED灯具200可以正常工作，且为常亮状态。所述过敏电阻FV1的两端电性连接在所述N型MOS管的源极与漏极之间，用于当静电等噪声通过所述输入端子20进入所述电源系统100时，可以由该过敏电阻FV1来屏蔽。

所述兼容电路模块50用于使不同的控制芯片模块70可以插入或电性接入所述插拨式多功能LED电源系统100来控制所述开关模块30的通断。由于控制芯片模块70自身的特性与结构特征，如其输入输出信号皆为数字信号电路，而所述开关模块30为模拟信号电路，同时所述控制芯片模块70还需要接收来自用户的无线或有线控制信号，因此需要该兼容电路模块50来完成上述各个功能模块之间的协同运行。所述兼容电路模块50包括一个信号接入单元51，一个接地单元52，一个控制转换单元53，一个信号输出单元54，一个电源供电单元55、一个接入配对单元56、一个指示灯单元57、一个短路保护单元58。所述兼容电路模块50的上述各个功能单元之间是相互独立的，并用于根据不同的功能电性连接所述控制芯片模块70、控制信号输入模块60、以及开关模块30等。所述信号接入单元51电性连接在所述控制信号输入模块60与控制芯片模块70之间以向所述控制芯片模块70输入控制信号，即所述控制信号输入模块60通过该信号接入单元51向控制芯片模块70输入控制信号。所述信号接入单元51还包括一个过敏电阻FV2，和一个稳定电阻R42。所述过敏电阻FV2的作用在于当有静电等噪声通过该信号接入单元51进入所述兼容电路模块50时，该过敏电阻FV2可以进行屏蔽。所述接地单元52电性连接所述控制信号输入模块60与控制芯片模块70并使其接地以形成电路回路从而可以让所述控制信号输入模块60与控制芯片模块70可以正常工作。所述控制转换单元53的一端电性连接在所述触发转换模块40的第一电阻R28与第二电阻R32之间，另一端与所述控制芯片模块70电性连接。所述控制芯片模块70通过所述控制转换单元53输出短路信号，即使第一电阻R28与第二电阻R32之间直接接地，从而使所述N型MOS管的栅极变为低电平，进而导致该N型MOS管关闭，从而可以知道所述插拨式多功能LED电源系统100插入或电性接入了所述控制芯片模块70，该LED灯具200将在该控制芯片模块70的控制下工作。所述信号输出单元54电性连接在所述控制芯片模块70与开关模块30之间以控制所述开关模块的通断，即控制所述N型MOS管的通断，进而控制所述LED灯具200的工作状态。具体地，所述信号输出单元54与N型MOS管的栅极电性连接。所述电源供电单元55电性连接所述控制信号输入模块60和控制芯片模块70从而为所述控制信号输入模块60和控制芯片模块70提供合规电源，即合规的额定电压。所述接入配对单元56用于触发配对控制程序的启动以使需要进行配对的功能模块进行配对，从而可以进行信号传输。所述指示单元57与所述控制芯片模块70电性连接并由所述控制芯片模块70控制以显示所述控制芯片模块70的工作状态。所述短路保护单元58包括两个串联的分压电阻R38和R35。该短路保护单元58的一端电性连接在所述供电电源模块10的高电平输入端，另一端与地电性连接。而被保护的功能模块，即控制芯片模块70的接线端子电性连接在所述两个分压电阻R38和R35之间。通过所述两个分压电阻R38和R35的分压电压的变化，将短路信号输入给所述控制芯片模块70，然后由所述控制芯片模块70输出关断信号，从而判断所述开关模块30，进而关断整个电路，达到保护的目的。

所述控制信号输入模块60用于输出控制信号，其连接于所述信号接入单元51的输入端。所述控制信号输入模块60可以为光学探头或红外探头。光学探头可以探知当前环境的照度，并根据当前环境的照度来输出控制信号给控制芯片模块70，然后再控制开关模块30打开或关闭LED灯具200。而红外探头是用来探知当前环境是否红外线产生，如是否有人在当前环境。如果有侧输出控制信号以控制开关模块30打开LED灯具200。所述控制信号输入模块60根据探头的多个可以设置多个。如图2所示，在本实施例中，所述兼容电路模块50中连接有两个控制信号输入模块60，每一个控制信号输入模块60分别与兼容电路模块50的电源供电单元55、信号接入单元51、以及接地单元52电性连接，从而完成信号的输出与正常工作。

所述控制芯片模块70可以为一个集成芯片，如单片机、PLC、或者是中央处理单元等具有数据处理的集成电路。本领域技术人员皆已习知的是，所述单片机、PLC、中央处理单元本身皆为现有技术。但工作模式或工作指令由用户根据自己的需要进行编程输入以达到用户自己的控制目的。在本实施例中，所述控制芯片模块70为单片机，同时用户根据自己的需要输入了控制LED灯具200的工作状态的程序指令。同时，本领域技术人员习知的是每一个单片机皆多个分别用于执行不同功能的引脚，以输入或输出控制信号。在本实施例中，所述控制芯片模块70的多个不同功能的引脚分别与兼容电路模块50的信号接入单元51，接地单元52，控制转换单元53，信号输出单元54，电源供电单元55、接入配对单元56、指示灯单元57、短路保护单元58电性连接以完成该其控制信号的输入与输出。具体地，所述控制芯片模块70根据信号接入单元51的输入信号，经过比较计算等程序指令，然后由所述信号输出单元54将处理后的控制信号输出给开关模块30，即N型MOS管。所述信号输出单元54的输出信号可以为PWM信号，该信号为具有一定占空比的方波，控制所述N型MOS管的开关，进而达到控制LED灯具200的工作状态。所述控制芯片模块70不仅可以接收来自信号接入单元51的控制信号，还可以接收来自其他信号源的控制信号。当所述信号接入单元51没有接入控制信号输入模块60时，所述控制芯片模块70还可以接收来自如无线信号输入模块发出的信号。

因此，所述插拨式多功能LED电源系统100还可以包括一个无线信号输入模块80。该无线信号输入模块80与所述控制芯片模块70进行配对并用于根据用户的要求输出不同的控制信号。根据所述控制芯片模块70的类别不同，所述无线信号输入模块80可以有不同的信号传输模式。所述无线信号输入模块80可以包括一个无线信号发送单元，则此时所述控制芯片模块70可以包括一个无线信号接收单元，所述无线信号发送、接收单元的信号频率为2.4G赫兹、133M赫兹，433M赫兹等等。所述无线信号输入模块80还可以为一个蓝牙模块，则此时所述控制芯片模块70也包括一个蓝牙模块与其配对。所述配对动作由所述接入配对单元56来执行，当用户触发所述接入配对单元56时，则启动所述无线信号输入模块80与控制芯片模块的配对控制程序进行配对，配对成功后便可以进行信号传输。

另外，可以想到的是，为了给所述控制芯片模块70和控制信号输入模块60提供合规的电源，所述插拨式多功能LED电源系统100还可以包括一个信号电源模块90。所述信号电源模块90电性连接于所述供电电源模块10的高电平输出端并用于将所述供电电源模块10输出的高电平转换为适合所述控制信号输入模块60与控制芯片模块70工作的合规恒定电压。如图2所示，所述信号电源模块90的输出电压为3V，而其降压的电路应为本领域技术人员所习知的技术，在此就不再详细说明。

与现有技术相比，由于所述插拨式多功能LED电源系统100包括有所述的触发转换模块40，以及兼容电路模块50，而所述妆容电路模块50包括有信号接入单元51，接地单元52，控制转换单元53，以及信号输出单元54等，使得所述插拨式多功能LED电源系统100可以在没有插入或电性接入所述控制芯片模块70的时候可以工作，而电性接入所述控制芯片模块70时马上可以转换到由该控制芯片模块70控制的模式下工作，而且由于所述兼容电路模块50的存在，可以电性接入不同类别的控制芯片模块70，从而达到实现一个电源有多种功能的目的，进而可以解决现有电源种类较多、型号各异所导致的生产成本增加和用户安装麻烦的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则的内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种插拨式多功能LED电源系统，用于为LED灯具提供电源，并控制所述LED灯具的工作状态，其特征在于：所述插拨式多功能LED电源系统包括一个用于为所述LED灯具提供合规的恒定电压的供电电源模块，至少一个与所述供电电源模块的高电平输出端电性连接的输出端子，一个连接在所述输出端子与地之间的开关模块，一个连接在所述供电电源模块的高电平输出端与地之间的触发转换模块，一个电性连接在所述触发转换模块上的兼容电路模块，以及一个插拨式可更换地电性连接在所述兼容电路模块上的控制芯片模块，所述输出端子用于电性连接LED灯具，所述触发转换模块包括由高电平输出端到地依次串联的第一、第二、第三电阻，所述开关模块包括一个N型MOS管，该N型MOS管的源极接地，漏极与输出端子电性连接，栅极电性连接在触发转换模块的第二电阻与第三电阻之间，所述兼容电路模块用于使不同的控制芯片模块来控制所述开关模块的通断并包括一个信号接入单元，一个接地单元，一个控制转换单元，以及一个信号输出单元，所述信号接入单元电性连接控制芯片模块以向所述控制芯片模块输入控制信号，所述接地单元电性连接所述控制信号输入模块与控制芯片模块以形成电路回路，所述控制转换单元的一端电性连接在所述第一电阻与第二电阻之间，所述信号输出单元电性连接在所述控制芯片模块与开关模块之间以控制所述开关模块的通断，所述控制芯片模块处理所述信号接入单元的输入信号并输出控制所述开关模块通断的控制信号以控制所述LED灯具的工作状态。

2.如权利要求1所述的插拨式多功能LED电源系统，其特征在于：所述插拨式多功能LED电源系统包括至少一个电性连接在所述兼容电路模块上的控制信号输入模块，所述控制信号输入模块用于输出控制信号。

3.如权利要求1所述的插拨式多功能LED电源系统，其特征在于：所述兼容电路模块还包括一个电源提供单元，一个指示单元，所述电源提供单元分别用于为所述控制信号输入模块和控制芯片模块提供合规电源，所述指示单元由所述控制芯片模块控制并显示所述控制芯片模块的工作状态。

4.如权利要求1所述的插拨式多功能LED电源系统，其特征在于：所述插拨式多功能LED电源系统还包括一个无线信号输入模块，该无线信号输入模块与所述控制芯片模块配对并为所述控制芯片模块输入控制信号，所述兼容电路模块还包括一个接入配对控制单元，所述接入配对控制单元用于触发所述无线信号输入模块与控制芯片模块的配对控制程序的启动。

5.如权利要求4所述的插拨式多功能LED电源系统，其特征在于：所述无线信号输入模块包括一个无线信号发送单元，所述控制芯片模块包括一个无线信号接收单元，所述无线信号发送、接收单元的信号频率为2.4G赫兹。

6.如权利要求4所述的插拨式多功能LED电源系统，其特征在于：所述无线信号输入模块包括一个蓝牙模块。

7.如权利要求1所述的插拨式多功能LED电源系统，其特征在于：所述兼容电路模块还包括一个短路保护单元，所述短路保护单元电性连接在所述供电电源模块与地之间并包括两个串联的电阻R38、R35，所述控制芯片模块的接线端子电性连接在所述两个电阻R38、R35之间。

8.如权利要求1所述的插拨式多功能LED电源系统，其特征在于：所述信号接入单元与接地单元之间串联有一个压敏电阻。

9.如权利要求1所述的插拨式多功能LED电源系统，其特征在于：所述信号接入单元与接地单元之间串联有一个过滤电阻。

10.如权利要求1所述的插拨式多功能LED电源系统，其特征在于：插拨式多功能LED电源系统还包括一个信号电源模块，所述信号电源模块电性连接于所述供电电源模块的高电平输出端并用于将所述供电电源模块输出的高电平转换为适合所述控制信号输入模块与控制芯片模块工作的合规恒定电压。